風力渦輪機的工作原理很簡單: 風力渦輪機利用風力發電。風帶動渦輪機的螺旋槳狀葉片繞着轉子轉動，轉子帶動發電機轉動，進而産生電能。

利用風能産生機械動力的概念可以追溯到幾千年前。早在公元前5000年，埃及人就利用風能推動尼羅河上的船隻。美國殖民者依靠風車在鋸木廠磨谷物、抽水和伐木。今天的風力渦輪機相當于現代的風車——将風能轉化為清潔的、可再生的電力。

風能在古代就被利用了。它被開發用于灌溉，用風車碾磨谷物和移動海上運輸的帆船。但是，我們真的知道風能是什麼嗎?

風能是利用風的能源。它是由組成地球大氣的氣團之間的溫度差異産生的，因此，它是太陽的結果。因為在最熱的地區發現的空氣會向空氣更冷、密度更大的地區擴散，所以可以說，風是間接由太陽能産生的。風能是太陽能的一種形式，由三個同時發生的事件組合而成: 太陽不均勻地加熱了大氣，地球表面的不規則性，地球的自轉。

盡管事實上隻有 2% 的太陽能變成了風能，但風能的潛力是巨大的。

風是一種永久和可再生的資源，因為地球上的氣流不斷形成。盡管事實上隻有1%-2%的太陽能變成了風能，而且風力渦輪機隻有在5 - 25米/秒的速度下才能利用這種資源，但風能的潛力是巨大的。

那麼我們要問，風的能量是如何變成可利用風能的? 多虧了風力渦輪機，這才成為可能。這些部件包括發動機艙、葉片、輪毂和其它組成渦輪機的部件，以及不同的制導、控制、支持和接地系統。讓我們一個一個地看看所有這些組件，并簡單而清楚地解釋它們。

葉片: 葉片是最重要的部件，它可以捕獲風，然後将其能量傳輸到輪毂，在那裡三個葉片被連接到渦輪機的主軸上。它的任務是支撐葉片并将力傳遞給旋轉軸。轉子是由葉片和輪毂組成的整個裝配體的名稱。

然後，我們找到了吊艙，它被稱為風力渦輪機的控制中心因為在它裡面我們找到了發電機，正如它的名字所表明的那樣，利用風能發電。此外，控制系統位于機艙内，用于監測風力渦輪機的運行狀況和控制偏航驅動。最後，這裡還有電風扇，它是用來冷卻的。

最後，旋翼葉片和機艙都由一個塔支撐，其主要功能是支撐風力渦輪機足夠高，以捕捉風速更大、湍流最少的風。每台風力渦輪機産生的電力通過地下電纜網絡與變電站相連，然後從這個變電站注入電網。

如今，風力渦輪機的發電量從2MW到3.5MW不等，塔高從90米到140米。它們的産量比以前的風力渦輪機高出4到6倍。

“風能”和“風力”都描述了風力産生機械動力或電力的過程。這種機械動力可以用于特定的任務(如磨糧或抽水)或發電機可以将這種機械動力轉化為電力。

渦輪機用它們像螺旋槳一樣的葉片捕捉風的能量，它的作用很像飛機的機翼。當風吹起時，在葉片的一側會形成一個低壓空氣袋。低壓氣穴将葉片拉向它，導緻轉子轉動。這叫做升力。升力的大小比風對葉片正面的力要大得多，這種力被稱為阻力。升力和阻力的結合使轉子像螺旋槳一樣旋轉。

一系列齒輪将轉子的轉速從每分鐘18轉提高到每分鐘1800轉，這個轉速可以讓渦輪發電機産生交流電。

一個叫做發動機艙的流線型外殼包含了渦輪關鍵部件——通常包括齒輪、轉子和發電機——在一個叫做發動機艙的外殼中。位于渦輪塔頂的一些短艙大得足以讓直升機降落。

另一個關鍵部件是渦輪機的控制器，它可以保持轉子的速度不至于過大，以避免被大風損壞。風速計連續測量風速，并将數據傳輸給控制器。在緊急情況下，機艙内也裝有一個制動器，可以通過機械、電力或液壓的方式停止轉子。

風力渦輪機被用于多種應用——從利用海上風力資源到為單個家庭發電:

大型風力渦輪機通常被公用事業公司用于向電網提供電力，其功率範圍從100千瓦到幾兆瓦不等。這些公用事業規模的渦輪機經常被放在風力發電場中，以産生大量的電力。風力發電場可以由幾個或幾百個渦輪機組成，為成千上萬個家庭提供足夠的電力。

小型風力渦輪機，最高可達100千瓦。小型渦輪機有時與柴油發電機、電池和光伏系統相連。這些系統被稱為混合風力系統，通常用于偏遠的、離網的地方，這些地方無法連接到公用電網。

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