提起“風(fēng)力發(fā)電機(jī)”，你的腦海中是不是立刻浮現(xiàn)出“三葉片白色大風(fēng)車”？

主流的三葉片風(fēng)力發(fā)電機(jī)

除了這經(jīng)典的造型之外，真實(shí)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)還有著各種魔性的造型。

風(fēng)車作為風(fēng)電機(jī)的“鼻祖”，在荷蘭發(fā)揮了巨大的排水作用，從而聞名世界。四葉片荷蘭風(fēng)車的形象也深入人心。

風(fēng)車

美國(guó)西部的多葉片提水風(fēng)車曾經(jīng)也廣為流行。多支葉片可以使整個(gè)風(fēng)輪產(chǎn)生較大的功率，提供更充足的動(dòng)力。

多葉片風(fēng)車

四葉片甚至多葉片風(fēng)車已經(jīng)成型，為什么到風(fēng)力發(fā)電機(jī)上，變成了三葉片呢？
葉片數(shù)目不會(huì)直接影響能量利用率，相反，葉片數(shù)目過(guò)多會(huì)干擾空氣流動(dòng)，降低風(fēng)能的利用率。風(fēng)能利用設(shè)備最多只能捕獲風(fēng)中59.3%的動(dòng)能，并加以利用。這么說(shuō)來(lái)，風(fēng)力機(jī)哪怕只有一支葉片，也可以產(chǎn)生同樣多的電。

單葉片風(fēng)力機(jī)

瘋狂甩干的洗衣機(jī)

雙葉片風(fēng)力機(jī)示意圖

三葉片風(fēng)力機(jī)因其最佳的布局形式解決了平衡的問(wèn)題，也最常見(jiàn)。

還有的廠家將風(fēng)力機(jī)“化整為零”，使用多支小葉片，變身為四頭十二臂。

四風(fēng)輪風(fēng)力機(jī)

其實(shí)，無(wú)葉片，也能發(fā)電

Aeromine的無(wú)葉片風(fēng)力發(fā)電機(jī)

通過(guò)使用與賽車尾翼類似的設(shè)計(jì)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)在屋頂上工作，沒(méi)有暴露的葉片，占用的空間遠(yuǎn)小于太陽(yáng)能電池板。

風(fēng)力發(fā)電的限制：前期成本、維護(hù)要求、噪音

Aeromine?空間更小 發(fā)電量更大

靜止不動(dòng)的渦輪機(jī)可以產(chǎn)生比太陽(yáng)能電池板多50%的能量，而占用的空間只有不到太陽(yáng)能電池板的10%。風(fēng)力發(fā)電的原理：伯努利效應(yīng)

Aeromine結(jié)構(gòu)原理

時(shí)長(zhǎng)00:23

因?yàn)闇u輪發(fā)電機(jī)安裝在里面，它既不受極端天氣的影響 也不受人和動(dòng)物的影響。沒(méi)有暴露的活動(dòng)部件 這意味著更少的維護(hù)。它還可以在風(fēng)速低至約每小時(shí)8公里的情況下運(yùn)行。相比之下，傳統(tǒng)風(fēng)力渦輪機(jī)需要大約每小時(shí)15公里或更高的速度才能運(yùn)行。

成本與太陽(yáng)能接近，發(fā)電效率遠(yuǎn)高于太陽(yáng)能

該公司參加了2021年美國(guó)國(guó)防部組織的“重新想象能源挑戰(zhàn)”。他們的5千瓦的渦輪機(jī)參加了比賽，并估計(jì)每臺(tái)渦輪機(jī)每年可生產(chǎn)14.3兆瓦時(shí)的電量。從這個(gè)角度來(lái)看，5千瓦的額定功率相當(dāng)于平均21個(gè)屋頂太陽(yáng)能系統(tǒng)的功率。據(jù)估計(jì)該風(fēng)力渦輪機(jī)的安裝成本約為每千瓦2400美元，而太陽(yáng)能電池板的成本約為每千瓦1655美元。

Aeromine首批應(yīng)用場(chǎng)景為大型平臺(tái)的屋頂

荷蘭IBIS 開(kāi)發(fā)類似的“能量巢”

“能量巢”的背后：文丘里效應(yīng)

能量巢的發(fā)電量是太陽(yáng)能板的6倍

IBIS聲稱，能量巢利用文丘里效應(yīng)將風(fēng)速提高了140%至160%。它的渦輪機(jī)也可以在風(fēng)速低至每小時(shí)4.5英里時(shí)工作 。同時(shí)，太陽(yáng)能電池板在一個(gè)升高的平臺(tái)上進(jìn)行了位移優(yōu)化，這意味著覆蓋的面積比整個(gè)屋頂?shù)拿娣e略大。當(dāng)風(fēng)在太陽(yáng)能電池板下行進(jìn)時(shí)，風(fēng)會(huì)冷卻太陽(yáng)能電池板，這可以轉(zhuǎn)化為10%到25%的效率提升。

IBIS的試點(diǎn)發(fā)電量：140兆瓦/年

IBIS 在哈斯杰山頂建造了一個(gè)能量巢，位于荷蘭埃因霍溫市的一座70米高的住宅樓上。這個(gè)能量巢有296塊太陽(yáng)能電池板和4個(gè)渦輪機(jī)。估計(jì)這些組件每年將產(chǎn)生不少于140兆瓦時(shí)的電力。像“能量巢”、Aeromin這樣的概念告訴我們，小型風(fēng)力渦輪機(jī)不僅可以獨(dú)立發(fā)揮作用，而且可以產(chǎn)生更大的影響，使我們的可再生能源多樣化。（文章整理自：Achillesccj、果殼?城明辰）

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