在空旷的高山之处，我们经常会看到随风转动的大风车，既是一道亮丽的风景线，也是一项伟大的工程。这些远观似小、近看却为庞然大物的风车担着风力发电的重任。

风力发电是什么？

所谓的风力发电，是指应用新能源发电技术、风能存储技术等，经过风力发电机组的正常运转，将风的动能转为机械动能，再从机械动能转变为电力动能的过程。

风力发电机组主要由风轮、机舱、塔架、对风装置等构成，机舱部分涵盖增速齿轮箱、发电机、整流罩、通风装置、隔音器等。

风力发电机有多种类型，从速度来看，可划分为恒速风力发电机、有限变速风力发电机和变速风力发电机。按照主轴方向和叶片形式分类，有水平轴和垂直轴两种样式。此外，装机的电机有异步型和同步型之分。

上述不同类型的风力发电机优点各异，目前，水平轴风力发电机是世界上利用最多的形式，分属变速风力发电机类别的“永磁同步发电机”因系统结构相对简单、高效，或将成为未来风力发电机的主流。

风轮作为实现将风的动能转变为机械动能的重要部件，对叶片的制作材料十分考究。具备强度高、重量轻、耐腐蚀、使用寿命长等特性的材料更符合市场对应用的诉求。目前使用较多的材料有玻璃钢、混合复合材料、碳纤维增强材料等。

风力发电机的原理

在基础设施搭建完备的基础上，开始利用风力来进行发电。

发电机的工作原理为：“利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电”。

在大多数人的认知里，也许风力发电机的功率越大，发电效果越佳。但事实真的是这样的吗？

答案是“不”，风力发电机这一装置只是给电瓶充电，电能的储存由电瓶来完成，人们最终用电功率的大小更多的取决于电瓶的大小。

丹麦是世界上最早使用风力发电的国家，风轮制造技术跑在前列，享有“风车大国”的盛名。

早在1979年，美国就建成了当时世界上首座最大的发电用风车，据预估，按照风车常规运转时间，可满足北卡罗来纳州七个县1%-2%的用电需求。

根据市场调查数据，2019年，全球风电新增装机容量超过60GW，较上年同比增长19%。亚太地区新增风电装机容量占全球的50.7%，引领全球风电发展，而全球最大海上风电市场国是英国。

海上风力发电逐渐成为当前世界各国主要瞄准的风电发展方向，根据媒体最新消息，日本更是拟增作为风车建设据点的基地海湾，目标是到2040年使海上风力发电能力提升至最大4500万千瓦，这一数量相当于45个核电机组。

尽管风力发电技术趋于成熟，发展速度迅猛，发电优点也不少，但不时传出西方国家“弃风电”热潮，甚至拆除设施，还有人将风力发电喻为“垃圾电”。原因何在？

电能输出不稳定。首先，因为风力大小是不可控因素，风力无法维持固定的大小，当风力带动风车叶片转动时产生的电能忽多忽少，输出极不稳定，电压和频率的不稳定会影响输送电网。

其次，用电和供电两端的量难以平衡，可能用电高峰期的时候风力小，而进入夜间，用电量下滑的时候风力却变大了，产出的点并不为用户需要，白白浪费。

威胁生物安全，破坏生态环境。很多人会认为架起的风力发电机，会成为鸟类活动过程中的巨大威胁，不少鸟儿在飞行中因撞击而死亡，影响物种的多样性。

此外，耗材量巨大的旧风车一经淘汰，处理不好会产生环境污染，破坏自然生态。

风力发电虽然不是十分完美，但它存在的意义却是巨大的，当世界上对风力发电提出质疑的声音层出不穷时，我国却在大力发展风电，并在技术上不断创新。

国家统计局发布的数据显示，截至4月底，全国发电装机容量22.3亿千瓦，同比增长9.5%。其中，风电装机容量2.9亿千瓦，同比增长34.6%。

市场的调研表明，中国已经成为世界第一大陆上风电、世界第三大海上风电国家。我国大力修建风力发电设备的原因主要有：

清洁低碳。能源短缺、环境污染是世界面临的共同问题。我国计划在2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。风力发电的核心优势得以显现，自然成为发展的重点项目之一。

推动风电技术国际化。我国风电的发展，经历了依靠进口到自主研发设计的过程，从遭遇国外电机应用水土不服到设备国产化，接连刷新风电机组单机容量，逐步接轨国际，一些细分领域甚至处在领先地位。

提高电力储备，确保用电量。中国地大物博，风能资源丰富，可有效利用。同时我国人口众多，用电量大，通过风力发电满足市场的需要可以在一定程度上缓解用电压力。

此外，在2020年，我国宣布要用10年的时间将风能、太阳能总装机容量提升到12亿千瓦，将会推动我国率先成为发展可再生能源利用上的典范国家。

事物都有两面性，尽管风力发电还存在着不足，但不可否认其开发价值和商业化发展前景。

综合对比来看，火力发电会释放气体与粉尘污染空气，水力发电对地理环境有一定要求，核发电会产生辐射和热污染，而风力发电无需使用燃料，利用了储量大、无污染、可再生的风能来进行能量之间的转化，过程相对清洁环保。

虽然风力发电在应用的过程中还面临着诸多的技术难题，但随着科研水平的提升，我国一定会逐项攻克。