风力发电叶片为什么那么小

发表时间：2024-07-27 21:20:46 来源：网友投稿

风力发电机较小的叶片外形是经过细致的设计以便实现付出最小的成本获得较大的输出效率。设计方案主要由气动需求决定，但实现经济性就决定设计建造成本合理的叶片外形。而且叶片的厚度从叶尖向根部逐渐增大，因为根部要承担较大的载荷。主要结构考量因素有：

1、长度：

叶片的长度影响了扫风面积，也就决定了捕风能力。根据Betz法则实际上最多只能有一半的风能被风机捕获。

2、气动部分：

在叶片的横截面上可以清楚地看到叶片的气动外形，正是这种独特的设计产生了推力促使风机转动。

3、俯视翼形：

叶片的形状从叶根到叶尖逐渐变窄，以保证整个扫风区域保持恒定的减速率。确保气流不会过慢通过叶片而产生扰流，同时通过速度也不会过快而造成能量浪费。

4、剖面厚度：

从尖部到根部叶片厚度逐渐增大以承担更大的载荷和弯矩。如果载荷不是很重要的话，一般情况下厚度长的比值在10-15%。靠近叶片根部的平坦部分有助于提高捕风效率。

5、叶片扭转设计：

因为叶片的转速随着长度的增加而增大，迎风角度是随着叶片延展连续变化的。所以为了保持叶片迎风区域具有较佳的攻角，叶片需要被设计成扭转形式。

6、叶片数量和转速：

通常情况下风机叶片的转速大约是风速的7到10倍，目前的设计叶片最多为3个。转速越高叶片数量越多也就意味着叶片尺寸要做的更窄，更薄，从而很难保证叶片具有足够的强度。而在转速过快的时候叶片的捕风效率也有所降低，噪音增大，更易受到环境侵蚀和飞鸟撞击的伤害。

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