极端风速对风力机影响及调节方法

有时风力机会经历超过风力机的最高设计风速的极端风速。此时，就需要通过调节风力机的桨距角以保证叶片不会受到强风的正面冲击，进而降低风力机叶片的旋转速度。另一种调节风力机转速的方式是偏航控制，在强风时可以通过改变风力机机舱轴线和风向的夹角来保证风力机不捕获强风的所有风能。只有在最复杂的风力机中才安装兼有风速和风向传感器的偏航控制系统，它通过计算机判断是否超过了风力机的最高设计风速。在一些小容量、低成本的风力机中往往使用被动偏航控制，即通过风力机尾翼来实现风力机与风向的角度控制。

所有风力机都有一个基于风力机叶片和转子能够正常运行的最大设计风速。为了保护风力机不损坏，大部分风力机都有一个禁止风力机运行在极限风速外的保护模块，例如一些风力机使用机械或者液压制动。当控制器通过风速计检测到高风速时，控制器就发出指令，改变桨距角或者通过偏航控制来限制风力机叶片所承受的转矩。如果风速超过了风力机安全运行允许的最大值，控制器则会发出控制指令使风力机制动或闭锁转子，直至风速降低至安全区域。偏航、制动及液压控制在本书第5章里将详细介绍。

雷雨、飓风以及暴风雪天气是风场选址必须考虑的。例如，美国中西部地区在一年的大部分时间里存在较强的持续风力，但是该地区很容易受到春季雷雨的影响，雷雨往往引发会对风力机产生破坏性影响的龙卷风和暴风雪。人们开始开发和应用一些新技术来移动和调整风力机叶片，以保证其在极端天气下的安全性。当这些技术发展成熟后，很多现在不适宜开发为风场的地区将可以用来安装风力机。(www.xing528.com)

上风式水平轴风力机在强风天气下其叶片尖端很可能会向其背后的塔架侧弯曲。为了保证风力机在高风速时的安全性，对风力机叶片的强度要求很高，这样就可以使叶尖的受力弯曲相对较小。虽然这样会使叶片的效率变低，但是对于保证叶片及塔架的安全性还是必要的。风力机机舱的设计也考虑到了上述问题，通过调整机舱位置使叶片离塔架尽量远。另一种方法是使用下风式风力机，这种风力机运行时风先通过塔架后吹向叶片。所以当强风吹过时，该类型风力机叶片会向远离塔架的方向弯曲，从而不会对塔架造成损坏。