風力發電機葉片

因爲風機葉片的外形是經過細緻的設計以便實現付出最小的成本獲得最大的輸出效率。 設計方案主要由氣動需求決定，但經濟決定需要設計建造成本合理的葉片外形。而且，葉片的厚度從葉尖向根部逐漸增大，因爲根部要承擔最大的載荷。 主要結構考量因

簡單來說就是爲了提高風機的風能轉換效率，理論上風機葉片數越少則動率下轉速越高，再考慮到重心穩定性的要求，三葉片是現今實踐得出的最實用的水平軸風力發電機組。

葉片的材料有木頭、金屬、工程塑料、玻璃鋼等。 1、木製葉片及布蒙皮葉片 近微、小型風力發電機也有采用木製葉片的，但木製葉片不易做成扭曲型。 2、鋼樑玻璃纖維蒙皮葉片 葉片在近代採用鋼管或D型型鋼做縱梁，鋼板做肋樑，內填泡沫塑料外覆玻璃

現在的新能源可是當下最爲火爆的一個熱門話題了，可以說現在全世界的眼睛都在關注着新能源的環保問題或者說發展出新的新能源。　

目前風機葉片材料普遍採用的是玻璃纖維增強聚酯（環氧）樹脂，葉片製造時玻璃纖維進入呼吸道，是會造成身體傷害的。 玻璃纖維和碳纖維是目前葉片製造中最爲重要的兩種材料，所以危害是無法避免的。 玻璃纖維增強聚酯樹脂一般都添加了苯乙烯作爲

而新能源它是一種可以持續再生並不會影響我們的生態環境的一種能源，比如說風能。

第5章綠色開花植物的生活方式第1節光合作用葉片與光合作用通海縣楊廣中學----李霞光合作用的反應式二氧化碳+水光葉綠體有機物（儲存能量）+氧氣葉是光合作用的主要器官雖然葉的形態多種多樣，但是它們的基本結構卻是大致相同的。活動1：觀察植物

風能就是我們現在世界全部都在關注的一個目標，風力發電機就是把風能利用到了極致的一個典範。

世界上最大的風力發電機組位於丹麥Maade——名叫V164，由三菱維斯塔斯海上風電公司製造安裝。 這颱風力發電機高達220米（加上葉片長度），上面安裝有3個巨型葉片，每個葉片長達80米，比波音747還要長。 葉片掃過的面積甚至還要比英國的“倫敦眼”大

或許說道這裏，可能許多的小夥伴們還不知道什麼是風力發電機，其實是很好理解的，就比如說我們平時看到的在平坦開闊的地方那些三個葉子的風車，他們就是風力發電機的一種。

葉片直徑說的不專業，應該爲掃風直徑。主流葉型爲126/110/114等，對應葉片尺寸爲68m、54m、56m；現在最大的風機葉片直徑已經超過70米了，相當於一架波音飛機的翼展了。 說到材料，就比較複雜了，葉片不同的部位有不同的材料，總的來講用到了3類

發電機的原理也是十分的簡單，就是把這種大自然帶給我們的風力轉化爲一種機械能，再透過一些技術問題，把機械能轉化成爲了動能，這樣的話，我們就擁有了取之不盡的電能。

凡屬軸流風扇的葉片數目往往是奇數設計。 這是由於若採用偶數片形狀對稱的扇葉，不易調整平衡。還很容易使系統發生共振，倘葉片材質又無法抵抗振動產生的疲勞，將會使葉片或心軸發生斷裂。 因此設計多爲軸心不對稱的奇數片扇葉設計。對於軸心不

那我們爲什麼把這些風車給做成三葉的而不是做成四葉的呢？四葉的話我們風車的面積就會變大，這樣我們所產生的電能也會更多啊。　

因爲風機葉片的外形是經過細緻的設計以便實現付出最小的成本獲得最大的輸出效率。 設計方案主要由氣動需求決定，但經濟決定需要設計建造成本合理的葉片外形。而且，葉片的厚度從葉尖向根部逐漸增大，因爲根部要承擔最大的載荷。 主要結構考量因

目前存在於世界上最大的風力發電機，它的葉子長度大約能夠達到164m左右，而且每一扇發電葉都達到了32噸。

安全的考慮，因爲目前所利用的風能至少在高度10米以上的空中，最高的甚至1-2百米高，這樣會導致支撐杆的根部受力非常大----槓桿的作用。另外每個地方的風力都不是保持不變的，最小時可能是1-2級，但是最大時能達到7-8級，甚至更高。這樣需要多麼

這對於我們國家來說，成本太過於巨大，沒有辦法在每個地方都普及開來，同時，在葉數增加，成本增加的情況下，其實電力並沒有增加多些。

風力發電的三葉片式可能是因爲： 三葉片式之間的夾角是120度。風帶動三葉片發電機行走，開始和某一個葉片平行，帶動其向前轉動，其帶動的作用逐漸明顯，在與此葉片成60°角後，葉片的運動方向與風運動方向逐步趨於一致，風力作用效果逐步減弱。而

性價比相對來說還是三葉的風力發電機要較爲合適一些。所以在一切因素的綜合考慮之下，我們還是決定要用三葉風車，可以說這是一個最棒的設計了。

不同功率發電機的葉片大小不同，質量也不同。以50米長度的葉片爲例其實它的重量大概就10來噸。

擴展閱讀，以下內容您可能還感興趣。

垂直軸風力發電機葉片用哪種翼型好

風力發電的三葉片式可能是因爲：

三葉片式之間的夾角是120度。風帶動三葉片發電機行走，開始和某一個葉片平行，帶動其向前轉動，其帶動的作用逐漸明顯，在與此葉片成60°角後，葉片的運動方向與風運動方向逐步趨於一致，風力作用效果逐步減弱。而此時風力與下一個葉片之間夾角程0度角（即風力與下一葉片處於同一平行線上），風力又將繼續對下一葉片起作用。

而三葉片式改換成四葉片式的話，葉片之間夾角是90°。風力與某一個葉片起作用的時候程90度直角時，與下一葉片間角度程0°角。風力對第一個葉片還在起作用，而對第二個葉片也將要起作用。如果當時的風力不一樣，比如，風停了一下，那麼，就會造成對一個葉片起向前推的作用，而另一個葉片起着停頓的作用。這樣，不僅不利於風力發電，也比較耗損裝置。

兩葉葉片的就是，風力吹動的連續力接續不上，一個向前走，而沒有另一個葉片接着被風吹着向前走，致使發電裝置不能很好的轉動。

可以總結的說，四個葉片的，葉片之間相互作用比較大，影響了其共同作用結果，使效率降低。而兩個葉片的，葉片之間相互牽制，它們之間的作用效果也比較明顯，也不可取。

可以說，三葉風力發電之內，有兩個葉片起推導作用（有利），一個葉片起阻擋作用（有弊，向上提起的那個葉片）。而風力發電葉片的形狀不是直板型，而是有一個弧度的，也是爲了在有利的一刻兜住風，而有弊的一面讓風劃過的效果。

在這個過程中，用中學物理知識來說是，風能轉變成葉片的動能和葉片的勢能，葉片的動能和勢能轉變成電能，不計摩擦。一個風力是2牛頓（作用力是2牛頓/平方米）的風吹過一個三頁發電機，對其一個葉片的作用。求其由與風程0度角到與風程60度角後，其發電多少焦耳...？（應該給圖）

思考過程，風力給了，乘以葉片的面積就是作用力，請考慮角度，乘以sin或cos角度問題。這裏的作用是有一個力臂的問題地，這樣考慮比較簡單一點，要不靠做功等於F（作用力）乘以S(路程)的話，隨風力作用葉片上不同點的半徑不同，其走的路程也不同。結果是，風推動葉片走動做的功加上葉片在這個過程中勢能做的的功（重力做的功）就是發電的功

風力發電機葉片多重呢？

不同功率發電機的葉片大小不同，質量也不同。以50米長度的葉片爲例其實它的重量大概就10來噸。

風力發電機葉片數與其風能利用率

垂直軸阻力型風機的最大風能利用率是0.16

水平軸升力型風機的最大風能利用率是0.593

具體的推導很多書和論文上都有，可以參考

2葉片和3葉片做出來的風機風能利用率可以是一樣的，風輪吸收的功率多少跟實度有關

實度=風輪所有槳葉總的面積/掃掠平面面積

一般葉片越少的話槳葉的旋轉速度會偏高，越多的話風輪旋轉速度比較低，具體設計的時候要看要求。

風力發電機葉片設計問題

不是。風機葉片每一片都有有效掃風面積。當兩個葉片捱得太緊的時候，後面的葉片會受到前一片尾流的影響。而且每個葉片都很長，有一定質量，如果搞若干片，塔筒的受力會增加。你的這種設計是在早期的風機實驗有過，後來證明目前的是最有效率的。

風力發電機的類型有幾種？

儘管風力發電機多種多樣，但歸納起來可分爲兩類：

（1）水平軸風力發電機

風輪的旋轉軸與風向平行。

（2）垂直軸風力發電機風輪的旋轉軸垂直於地面或者氣流方向。

①水平軸風力發電機。水平軸風力發電機可分爲升力型和阻力型兩類。升力型風力發電機旋轉速度快，阻力型旋轉速度慢。對於風力發電，多采用升力型水平軸風力發電機。大多數水平軸風力發電機具有對風（迎風）裝置，能隨風向改變而轉動，時刻保證槳葉旋轉面與來風垂直。小型風力發電機，這種對風裝置採用尾舵（圖10-3），而大型風力發電機，則利用風向傳感元件以及伺服電機組成的傳動機構來實現自動迎風。

圖10-3水平軸風力發電機風力發電機的風輪在塔架前面的稱爲上風向風力機，風輪在塔架後面的則稱爲下風向風力機。水平軸風力發電機的式樣很多，有的具有反轉葉片的風輪，有的在一個塔架上安裝多個風輪，以便在輸出功率一定的條件下減少塔架的成本，還有的水平軸風力發電機在風輪周圍產生漩渦，集中氣流，增加氣流速度。

②垂直軸風力發電機。垂直軸風力發電機在風向改變的時候無需對風，在這點上相對於水平軸風力發電機是一大優勢，它不僅使結構設計簡化，而且也減少了風輪對風時的陀螺力。

利用阻力旋轉的垂直軸風力發電機有幾種類型，其中有利用平板做成的風輪，這是一種純阻力裝置（圖10-4）；另有一種S形風車（圖10-5），其具有部分升力，但主要還是阻力裝置。這些裝置有較大的啓動力矩，但變速比低，在風輪尺寸、重量和成本一定的情況下，提供的功率輸出低。

圖10-4一般的垂直軸風力裝置

圖10-5S形垂直軸風力裝置