在我們的生活中，很多東西看似普通，而在它的背后，卻隱藏著巨大的能量，比如說風。風是由空氣流動引起的一種自然現(xiàn)象，這些日夜不停轉動的大風車正在將風轉換為電能，它們就是風力發(fā)電機，那么，風力發(fā)電機是如何將風能轉化成電能，又通過并網最終讓人們使用上這種情節(jié)電力的呢？

央視10套科教節(jié)目《原來如此》為我們詳盡地解讀了這一技術，從風能是什么，風力發(fā)電機組如何通過外形設計、內部結構及其技術達到風能轉化為電能的最終結果。節(jié)目中不僅通過小實驗的方法，讓大家更容易理解風機的運作原理，同時通過3D動畫形式，直觀的展示風機的運轉，同時還會展示實際進入風機內部，近距離觀察風機的構造的畫面等，可謂是超級詳盡且易懂！

（實驗講解風機原理）

這一節(jié)目主要為大家講清了以下幾個問題：

風力發(fā)電的原理就是利用風帶動風車葉片旋轉，進而驅動發(fā)電機發(fā)電。想要了解風力發(fā)電的奧秘就首先要了解風。

風是由空氣流動引起的一種自然現(xiàn)象，但是我們很少想到，風是具有能量的。這是一種無污染、可再生的自然能源。早在公元十二世紀人們就已經通過風車利用風能來提水灌溉和碾磨谷物，而現(xiàn)在，人們更多的是利用風能來發(fā)電。但是風的利用并不那么簡單，風向十分復雜且風量時大時小，難以控制。

巨大葉片轉動并不是靠風推，而是靠升力，就像飛機翅膀一樣

風力發(fā)電機的葉片從地面看上去給人的感覺較小，但實際上這些葉片很大，普通的風電葉片都有40多米長，而目前最大的風電葉片長度已經超過100米，遠超過大型客機的機翼長度。

那么風是如何帶動如此巨大葉片旋轉的呢？葉片上又蘊藏著怎樣的奧秘呢？

其實，風并非“推”動風輪葉片，而是由于葉片橫截面的形狀上下不對稱，風在通過葉片上方的時候流速大,下方的流速小。這就會導致葉片上方的壓強小,下方的壓強大，葉片形成葉片上下面的壓差，這種壓差會產生升力，令風輪旋轉。

想要將風能轉化成電能，光靠獨特的翼型設計是遠遠不夠的。風力發(fā)電的前提就是要有風。而風向是在不斷發(fā)生變化的，且風力的大小也在不斷變化。

那么風力發(fā)電機究竟是如何利用來自不同方向不同大小的風來發(fā)電的呢？它又是如何找到最佳迎風角度獲得最大發(fā)電量的呢？

風電機組的風車必須迎著風才能發(fā)電。需要通過測風系統(tǒng)來幫助風機找風，測風系統(tǒng)主要由風向標和風速儀構成，風向標負責尋找到風吹來的方向，風機工作的時候首先通過風向標尋找到風的方向，然后通過偏航系統(tǒng)將機頭旋轉到正對風吹來的方向。

（測風系統(tǒng)）

風很復雜，風機會經常測量風向并旋轉機頭去迎風，使風機更好的匹配風的特性，隨著對風角度的增大，發(fā)電功率也會飛速增加。此外，風機葉片也會旋轉，幫助風機更好的適應風的大小。

這一部分涉及的內容最多也最復雜，主要還是為大家解釋了風力發(fā)電機組的直驅永磁技術以及風機發(fā)的電如何并網的問題。

傳統(tǒng)的風力發(fā)電機是利用風帶動風車葉片旋轉，然后再通過增速機等多個齒輪組將旋轉的速度提升后，來驅動發(fā)電機發(fā)電的。這是一個很長的傳動過程，能量在傳送過程中必然會出現(xiàn)損耗。而直驅永磁技術省去齒輪箱等復雜的傳送結構，大大減少了損失，提高了發(fā)電效率，保證了運行的可靠性。那么，在去掉變速齒輪箱后，這種發(fā)電機是如何達到低風速就可以發(fā)電的呢？

直驅永磁發(fā)電的轉子有超過1300磁鋼組成，這些磁鋼是永磁發(fā)電的核心部件，由稀土材料組成，可以在不消耗任何電能的情況下產生強大磁場，保證了機組強大的發(fā)電能力。當風吹動葉片后，線圈不斷切割磁場線從而產生電能。這就是風能轉化成電的原因。

在我們日常生活中所用的電都是很穩(wěn)定的，如果電流不穩(wěn)則會導致家用電器不同程度損壞，甚至會發(fā)生火災。而風具有隨機性和間歇性，導致風能時大時小，時有時無，難以預測。

那么風電機組發(fā)出的電力，能夠直接送入電網供人們使用嗎？

電網是有規(guī)律的運行的，而就風機而言，由于風速等原因，產生的電流是不規(guī)律的，如果不經過處理而并入電網，很有可能引起事故，所以，想要安全的將風電并入電網供人們使用，風機側電流與入網側電流就需要經過電箱處理，那么電箱究竟是如何讓風力發(fā)電機產生的不規(guī)則電流變得穩(wěn)定的呢？

風機產生的是電壓處于不斷變化的，而電網對流入的電壓有嚴格的要求。這個時候就需要有一個變壓器，對已經產生的風電進行處理。經過處理以后，所有的機組就可以輸出一個統(tǒng)一的電壓，風電就可以實現(xiàn)安全傳輸了。

（時長 24'53'，時間略長但每一分都不容錯過?。?/span>

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