丰富多样的风机构造及功能

风力发电的主要装置是风机。风机提供动力，直接带动发电机发电。风机的种类很多，最古老的也是最常见的是水平抽风机。

水平抽风机形似飞机的螺旋桨，由风轮、机尾、轮体和塔架等四部分组成。风轮是其中的主要构成部分，是由于完成风能到机械能的转换过程的。风能的模样像常见的风扇，机头上安装有几枚风翼。

科学家根据风机的不同运动方式，把风机分成四大类，即振动式风机、平动式风机、固定式风机和旋转式风机。

振动式风机是利用风力所引起的振动，把风能转换成机械振动动能的装置。这类风机很常见。

平动式风机是让风力推动一些特制的“车辆”在轨道上水平移动，由运动的车轮驱动发电机发电。

固定式风机有一个很高的固定的旋风发生塔，来风通过百叶窗进入塔体，形成一股上升的旋风，人们习惯称它为“人工龙卷风”。“龙卷风”的核心部分几乎是真空的，能吸引大量的空气从塔座的进风口冲进来，并随着推动涡轮发电机转动而发出电来。

目前最常用的风机是旋转式风机。它依靠风力转动风翼，使转轴与电机相连，就能带动电机发电。

根据风机转轴的轴向与风向的关系，旋转式风机可以分咸水平轴风机和竖轴风机两类。水平轴风机的轴向与风向平行，竖轴风机的轴向与风向垂直。水平轴旋转式风机又可细分，主要是看叶片的多少，有单叶片和双叶片的，也有三叶片的和多叶片的。

虽然水平轴风机至今仍然是使用最多的风机，但是竖轴风机近些年来受到更多的重视。(www.xing528.com)

竖轴风机的转轴与风向垂直，转轴周围的叶片也与风向垂直。叶片可以是直线形的，也可以是弓形的。风叶快速旋转起来就像个巨大的圆筒或圆球。这样一来，它就可以接受来自各个方向的风，任何方向吹来的风它都能充分利用，既改善了风轮的受力条件，又省去了跟踪风向的装置和高耸的塔架，简化了设备，减轻了重量，方便了管理，降低了造价，笨重的发电设备也能安装到地面。

风力发电很早就已经开始，但它的发展过程并不如其他能源那么顺利，这主要是因为风能利用的技术要求高，风力发电机的制造也困难重重。

早在20世纪20年代，丹麦就已经有了几百个小型风力发电装置，容量从5千瓦到25千瓦。直到1941年，美国才在巴蒙特州建成一台当时世界上最大的风力发电机，风轮直径53米，每个叶片有8吨重，塔架有34米高。在风速为每秒13米的条件下，发电能力可达1250千瓦。1983年10月，德国一台3000千瓦巨型风力发电机投入运行，每年可向电网送电1200万千瓦时。

风力发电机目前正朝着大型化、自动化方向发展。但是，大有大的难处，不仅技术复杂，制造困难，还有运行可靠性和稳定性的问题。前面提到的1941年美国的巴蒙特州建造的功率为1250千瓦的大型风力发电机，就是由于8吨重的叶片在旋转中折成两段，结果只运行了1年就停止使用了。

加拿大和美国在20世纪末制造出了两种先进的大型风力发电机，有两个叶片，旋转直径98米，安装在瓦故岛上，风机上安装有计算机，风轮叶片受到风力的作用，会不断地把有关数据传输给计算机，然后由计算机来自动调整和控制风轮的转向和叶片的角度等，以保持风机在任何情况下能正常地工作。自1988年建成以来，这台容量为3200千瓦的新型风力发电机一直在为瓦故岛上的1200户家庭提供稳定的电力。

加拿大研制的新型风力发电机是竖轴式的，风轮也有两个叶片，叶片的顶端和末端相连结，垂直风向排列。风塔叶片快速旋转时，远远看去像是一个大球。风吹高96米，叶片旋转的球形直径是64米，正常情况下可发电4000千瓦。

这两种大型风力发电机具有一些共同的优点：发电效率高，稳定可靠，可与公共电网相连。

日本正在研制一种新型的风力发电装置，高只有15米，两枚叶片各长7．5米，发电功率20千瓦。机上有缓冲机构，即使遇到强风，叶片和转轴也不会被损坏。风机上还设有机械调速器，能够自动调整叶片的受风角度而保持风机最佳的转速。具有360度的自由度，可以根据自然风的方向自动调节受风面。高大的塔架是起伏式的，台风来时可以卧倒以免遭到破坏。