生活中我們經(jīng)常見(jiàn)到風(fēng)力發(fā)電機(jī)，如果你沒(méi)有看錯(cuò)的話，你會(huì)發(fā)現(xiàn)它有3個(gè)葉片。那為什么只有3葉片呢，2個(gè)或者4個(gè)真的不行嗎？

先看一個(gè)視頻

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（視頻翻譯：@TomDing）

視頻相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單，很多問(wèn)題并沒(méi)有說(shuō)清楚。2葉片風(fēng)機(jī)由于葉片間空隙大，所以捕風(fēng)效率不如3葉片風(fēng)機(jī)。為了提高捕風(fēng)效率，2葉片風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速通常比3葉片高。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的提高也使風(fēng)機(jī)噪音，視覺(jué)影響放大。

從機(jī)械受力角度來(lái)講，風(fēng)切變，機(jī)艙偏航，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等因素會(huì)使兩葉片風(fēng)機(jī)承受更大的動(dòng)態(tài)載荷。打個(gè)比方，3葉片風(fēng)機(jī)猶如一個(gè)盤(pán)子，而2葉片風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子更像一跟棍子，盤(pán)子旋轉(zhuǎn)起來(lái)相對(duì)棍子來(lái)的平衡。

既然是這樣，2葉片風(fēng)機(jī)是不是就沒(méi)有市場(chǎng)了呢？事實(shí)并非如此。

成立于2014年，海上風(fēng)電技術(shù)公司Seawind，就致力于將其研發(fā)的新型兩葉片海上風(fēng)機(jī)推廣商業(yè)化。

來(lái)了解一下這種2葉片風(fēng)機(jī)的制造與安裝模擬

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內(nèi)部結(jié)構(gòu)

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2017年，該公司針對(duì)其福斯灣海上風(fēng)電示范項(xiàng)目提交了環(huán)境調(diào)查報(bào)告。這份報(bào)告不僅包括該示范項(xiàng)目的2臺(tái)機(jī)組的相關(guān)計(jì)劃，也包括二期其余7臺(tái)機(jī)型的安裝計(jì)劃。

該報(bào)告稱(chēng)，這些機(jī)組的額定功率從6MW——12MW不等，總?cè)萘繛?5MW，所有機(jī)組均采用桁架塔架與導(dǎo)管架基礎(chǔ)相結(jié)合的支撐形式。

該公司的機(jī)型之所以采用下風(fēng)向兩葉片設(shè)計(jì)，目的就是為了將機(jī)組運(yùn)行壽命由20年延長(zhǎng)至40年。 

2015年秋，該公司在荷蘭埃姆斯哈文（Eemshaven）安裝了一臺(tái)兩葉片下風(fēng)向的6MW樣機(jī)，該樣機(jī)運(yùn)行一切正常。

然而好景不長(zhǎng)，2018年初，據(jù)挪威當(dāng)?shù)孛襟w報(bào)道，兩葉片海上風(fēng)電機(jī)組制造商Seawind申請(qǐng)破產(chǎn)。

Seawind并非2葉片風(fēng)機(jī)制造的獨(dú)苗。2012年10月，遠(yuǎn)景就在丹麥豎立了一臺(tái)EN128/3.6MW直驅(qū)型風(fēng)機(jī)，我們看一下視頻：

顯而易見(jiàn)，2葉片風(fēng)機(jī)比3葉片風(fēng)機(jī)少了一片葉片。而葉片作為風(fēng)機(jī)主要的零部件，占風(fēng)機(jī)總體成本的6%左右。同時(shí)，運(yùn)輸成本，吊裝成本，維修費(fèi)用也能有所降低。而且，海上風(fēng)機(jī)對(duì)于噪音及視覺(jué)影響并沒(méi)有太高的要求。

那么2葉片風(fēng)機(jī)是否就真能比3葉片風(fēng)機(jī)便宜?目前，業(yè)界并沒(méi)有統(tǒng)一的說(shuō)法。有的專(zhuān)家認(rèn)為由于2葉片風(fēng)機(jī)受力來(lái)的更復(fù)雜，對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求也來(lái)得更高，葉片本身，傳動(dòng)軸，機(jī)艙，塔架強(qiáng)度造價(jià)也相應(yīng)的比3葉片風(fēng)機(jī)來(lái)的高。所以2葉片風(fēng)機(jī)不一定就比3葉片風(fēng)機(jī)便宜。

下面這個(gè)是明陽(yáng)風(fēng)電3兆瓦雙葉片海陸兩用風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

這也是國(guó)內(nèi)首個(gè)單機(jī)容量3兆瓦雙葉片海陸兩用風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，位于張北縣的國(guó)家風(fēng)電研究檢測(cè)中心，該機(jī)塔高80米，葉輪由兩葉片組成，葉片半徑48.5米，為海陸兩用機(jī)型，由廣東明陽(yáng)公司設(shè)計(jì)制造。

2018年8月份，由日本新能源和工業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)組織（NEDO）牽頭的財(cái)團(tuán)在日本北九州港完成一臺(tái)3MW示范性漂浮式風(fēng)機(jī)組裝。

不論怎么說(shuō)，你們以后可不準(zhǔn)再說(shuō)風(fēng)力發(fā)電機(jī)只有三個(gè)葉片了

End

來(lái)源：直觀學(xué)機(jī)械

資料源：風(fēng)電峰觀察、歐洲海上風(fēng)電

視頻翻譯：@TomDing