“白色巨人”風(fēng)力發(fā)電機(jī)

胡安邦

讓我們先來(lái)看看風(fēng)力發(fā)電機(jī)是怎么工作的。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)是一種以自然風(fēng)為驅(qū)動(dòng)力，通過(guò)機(jī)械裝置，將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主要構(gòu)件有風(fēng)輪槳葉、發(fā)電機(jī)、齒輪箱、偏航系統(tǒng)、塔架、液壓系統(tǒng)、限速安全裝置和儲(chǔ)能裝置等。

當(dāng)吹風(fēng)時(shí)，風(fēng)力會(huì)帶動(dòng)風(fēng)輪槳葉旋轉(zhuǎn)，齒輪箱可以將很低的風(fēng)輪槳葉旋轉(zhuǎn)速度變?yōu)檩^高的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，然后帶動(dòng)發(fā)電機(jī)中的機(jī)頭運(yùn)動(dòng)。因?yàn)闄C(jī)頭的轉(zhuǎn)子是永磁體，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)定子切割磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生電磁感應(yīng)，即可通過(guò)定子輸出電流。其中偏航系統(tǒng)可以使風(fēng)輪槳葉的掃掠面積總是垂直于主風(fēng)向。塔架是整個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的支撐機(jī)構(gòu)，承擔(dān)了大部分的重量。液壓系統(tǒng)的主要功能是控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速（用于剎車）和功率。

目前，根據(jù)發(fā)電方式的不同，風(fēng)力發(fā)電機(jī)上選用的發(fā)電機(jī)主要有異步發(fā)電機(jī)①和同步發(fā)電機(jī)②兩種。其中異步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，并網(wǎng)操作方便，造價(jià)更低，適用于需要并網(wǎng)發(fā)電的地區(qū)。而同步發(fā)電機(jī)則能適應(yīng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)較大的情況，適合向蓄電池儲(chǔ)能，通常用于沒有電網(wǎng)的偏僻地區(qū)和海島。

了解了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的基本工作原理，你或許還有這樣一個(gè)疑問：為什么我們平常見到的風(fēng)力發(fā)電機(jī)都是白色的？這主要有以下幾個(gè)方面的原因。

第一，因?yàn)轱L(fēng)力發(fā)電機(jī)所處的環(huán)境較為“艱苦”，要經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)間的風(fēng)吹日曬。而白色在光譜中作為所有可見光的混合物，能夠很好地反射陽(yáng)光，有利于整個(gè)內(nèi)部發(fā)電機(jī)、變流器等電氣設(shè)備的散熱，同時(shí)能夠降低潤(rùn)滑油的干燥速度和設(shè)備損壞風(fēng)險(xiǎn)。第二，白色在自然界中（除了雪地環(huán)境），能夠與自然環(huán)境形成明顯色差，使空中的飛行員更容易識(shí)別到地面上的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，以便提前躲避。第三，從經(jīng)濟(jì)角度考慮，白色涂料作為價(jià)格最低的涂料，使用它可以大大降低制造成本。除此之外，白色與周圍環(huán)境更加兼容，能從視覺上縮小風(fēng)力發(fā)電機(jī)的體積，讓人看見后不會(huì)產(chǎn)生壓抑感。而且，涂上白色涂料的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，在表面出現(xiàn)銹蝕和損傷時(shí)會(huì)更加明顯，方便檢修人員維護(hù)。

雖然我們看到的絕大多數(shù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)都是“白色巨人”，但其他顏色的風(fēng)力發(fā)電機(jī)也確實(shí)存在。

比如剛剛就提到，除了在雪地環(huán)境中，白色在自然界中的識(shí)別度都很高。但是在常年積雪的地區(qū)，為了讓風(fēng)力發(fā)電機(jī)的槳葉與自然環(huán)境形成色差，通常會(huì)采用黑色涂料。而且，黑色涂料在寒冷地區(qū)也更容易吸收太陽(yáng)光，能夠減少槳葉積雪。同時(shí)，黑色涂料比白色更容易被鳥類觀察到，也能夠在一定程度上降低鳥類的撞擊率。

有時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)還會(huì)用其他顏色來(lái)達(dá)到特定目的。有研究發(fā)現(xiàn)，白色相比于其他顏色而言，更容易吸引昆蟲附著。大量昆蟲聚集在槳葉上，就會(huì)容易吸引鳥類、蝙蝠等以昆蟲為食的動(dòng)物關(guān)注和靠近。而旋轉(zhuǎn)的槳葉不僅會(huì)對(duì)小動(dòng)物造成潛在的碰撞危險(xiǎn)，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致槳葉本身受損。因此，為了降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)對(duì)于昆蟲的吸引力，人們有時(shí)會(huì)把風(fēng)力發(fā)電機(jī)的機(jī)身涂成藍(lán)紫色，以驅(qū)離周邊的昆蟲，保護(hù)鳥類和其他動(dòng)物的安全。

除此以外，某些地區(qū)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)上會(huì)繪制當(dāng)?shù)靥赜械念伾蛘邎D案，以展示當(dāng)?shù)鬲?dú)特的民風(fēng)民俗，體現(xiàn)當(dāng)?shù)靥厣幕?。而某些?guó)家則會(huì)要求在風(fēng)力發(fā)電機(jī)槳葉的尖端噴涂紅色的條紋，進(jìn)一步提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)的辨識(shí)程度，晚上還會(huì)閃爍紅色的航標(biāo)燈。

風(fēng)電作為目前最重要的清潔能源之一，在我國(guó)和全世界都有著很大的發(fā)展?jié)摿?。在未?lái)，隨著技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步和具體用途的不同，風(fēng)力發(fā)電機(jī)也一定會(huì)迎來(lái)更快的更新?lián)Q代，進(jìn)化出更多的功能、形態(tài)和色彩，發(fā)揮出更大的作用。