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國資百科
風能，作為一種清潔的可再生能源，就地可取，取之不盡，用之不竭。
隨著“雙碳”目標的提出，風電發展駛入快車道，陸地、海上的風機紛紛“拔地而起”，成為保護環境、輸送綠色能源的“風中使者”。
下面一起走近大風車，深入了解它究竟是如何將摸不著的風轉化為點亮萬家燈火的電能。
廣東能源集團惠來石碑山風電場（全國首批風電特許經營權示范項目之一）
（一）風力發電機的基本類型
風力發電機歸納起來可分為兩種基本類型：
水平軸風力發電機：目前在陸地和海面上普遍可見的風機，基本都是采用水平軸風力發電機，它們擁有3個葉片，風輪的旋轉軸與風向平行，因此采用水平軸發電機的風機是正面迎風進行發電的。
采用水平軸風力發電機的風電場
垂直軸風力發電機：風輪的旋轉軸垂直于地面或者氣流的方向，在風向改變的時候無需調整對風角度即可在風中運行，功率相比水平軸風力發電機較小。
垂直軸風力發電機
接下來，一起了解常見的水平軸風力發電機有哪些主要構成：
水平軸風力發電機主要部件
（1）葉片：葉片是吸收風能的單元，將空氣的動能轉換為風輪轉動的機械能。
（2）變槳系統：變槳系統通過改變葉片的槳距角，使葉片在不同風速時處于最佳的吸收風能的狀態，當風速超過切出風速時，使葉片順槳剎車。
（3）機艙控制柜：信號監測和控制中樞，具備下達偏航控制指令、發電機保護監控等功能。
（4）風速風向儀：實時測量風速和風向，將數據信息反饋到機組的主控制器中，進而調整風輪迎風方向，實現機組最優發電水平。
（5）發電機：發電機是將風輪轉動的機械動轉換為電能的部件。
（6）齒輪箱：齒輪箱是將風輪在風力作用下所產生的動力傳遞給發電機，并使其得到相應的轉速。
（7）制動系統：根據指令對風機進行制動，使葉片停止轉動。
（8）塔筒：支撐風機機艙的支架，同時也是檢修人員登上風機機艙檢修設備的通道。
廣東能源集團湛江外羅海上風電場風機
（二）風力發電的過程
風并非“推”動風輪葉片，而是吹過葉片形成葉片正反面的壓差，這種壓差會產生升力，使風輪旋轉帶動齒輪箱里的轉動軸，進而帶動發電機轉子旋轉進行發電。由此，風的動能通過轉化成發電機轉子的動能，進而轉化成電能進行輸出，隨后經過箱變升壓，通過集電線路輸送到風電場升壓站，再升壓后輸送到電網，成為供千家萬戶使用的清潔電源。
風力發電輸送電能示意圖
說到風力發電，大家是否好奇，這些遠看時葉片轉動緩慢的大風車，到底轉一圈能發多少電呢？
目前主流風機的單機容量從1.5～10兆瓦不等，未來可能會更大。普遍來說，小容量的風機主要分布在陸地上，而大容量的風機大部分在海面上。當然，風機單機容量越大，同等風況等條件下發電越多。以2兆瓦的風力發電機組為例：葉片長50米左右，以額定轉速運行，轉動一圈約4秒鐘，葉尖速度可達280公里/小時，堪比高鐵速度，風輪轉動一圈約發2.2度電能。
廣東能源集團茂名熱水風電場
對于目前主流風機來說，在風速達到2.5～3米/秒即可發電，而過大的風，卻會使風力發電機組整機結構承載超限造成機組損壞。當風速大于25米/秒，風機會啟動智能保護并停機；當遇到緊急情況時，運行監控人員也可遠程操控使風機安全停機，從而保護風機不發生危險。
廣東能源集團貴州長山箐風電場
大家知道風速風向是隨時變化的，而風機為達到最優發電水平，需隨時根據風速風況對風輪迎風的方向進行調整。因此，每臺風機都配備了各種各樣的傳感器，通過測量風速、溫度、角度，直接反饋到機組的主控制器中，經過判斷分析，主控制器下達風機啟動、偏航受風以及功率控制等指令，就可以實現風機處于最優發電狀態的迎風方向了。
（三）風力發電現狀與展望
目前，風力發電主要分為陸上風電和海上風電，我國陸地面積廣闊，“三北”地區及東部沿海地區是我國陸上風能資源最豐富的地區，且新疆、甘肅、內蒙古等地已陸續建成多個陸上風電基地。此外，我國還擁有遼闊的領海面積，擁海上風能資源豐富。
廣東能源集團內蒙古白云鄂博熙和風電場
與陸上風電相比，海上風電具有幾個明顯的優勢：海平面不像陸地那樣高低起伏，海上的風幾乎不受阻擋，平均風速高，且風速穩定，使得風機發電的效率能夠達到更高；海上風電場靠近東南沿海電力負荷中心，可以減少長距離輸電帶來的投資成本和電力損耗。兩者相較而言，在海上建立大型的風電場更有優勢。
廣東能源集團湛江外羅海上風電場
因此，發展海上風電將成為我國能源結構轉型的重要戰略支撐，是我國強化能源戰略與海上強國戰略的重要組成部分。
目前，《廣東省能源發展“十四五”規劃》已出臺，提出“十四五”期間新增海上風電和陸上風電裝機容量共約2000萬千瓦，風電迎來全面發展新機遇，讓我們加入綠色低碳行列，共同為實現“雙碳”目標助力
