风力发电：用什么材料制造风力涡轮机？

2020 年，风力涡轮机约占美国公用事业规模总发电量的 8.4%。

然而，政府计划到 2020 年风能占总发电量的 10%。即使他们没有实现这一目标，他们仍计划到 2030 年利用风能产生 20% 的电力需求。

随着风力涡轮机变得越来越流行，许多人想知道它们是如何工作的。那么，让我们深入探讨一下涡轮机的制造和使用过程。

风力涡轮机是如何工作的？

风力涡轮机利用风来发电。风使风力涡轮机叶片围绕转子转动。反过来，转子像发电机一样旋转并发电。

标准模型是主导风能产业的水平轴风力涡轮机。旋转轴与地面平行。水平风力涡轮机是有利的，因为它们从给定数量的风中产生更多的电力。

您将在大片水域的陆地和近海看到这些风电场。虽然陆基涡轮机放在一起时更具成本效益，但海上涡轮机从强大的海风中捕获大量能量。

此外，海上风力涡轮机的运输挑战更少，因为它们是在船上而不是公路上行驶。

垂直风力涡轮机的旋转轴垂直于地面。一些数据显示这些涡轮机在强风条件下运行良好。它们可以 360 度全方位发电。有时它们也可以在风从上到下吹时发电。

大多数小型风力发电系统和住宅风力涡轮机项目使用垂直涡轮机。它们非常适合不稳定的天气条件或不足以获得稳定风的区域。

虽然不是每个人都可以拥有自己的风力发电，但有些地方非常适合分布式系统。其中包括住宅、农业和小型商业应用。

每个风力涡轮机都由三个主要部分组成：塔架、机舱和转子叶片。

美国国家可再生能源实验室 2015 年的一份报告指出，制造风力涡轮机的材料有：

钢 (71-79%)
玻璃纤维、树脂或塑料 (11-16%)
铁或铸铁 (5-17%)
铜 (1%)
铝 (0-2%)

风力涡轮机制造商还使用碎石、粘土、页岩、石膏和石灰石制造水泥。此外，每个风力涡轮机塔架都有钢筋混凝土，可以承受恶劣的环境条件。

风力涡轮机的机舱内有许多组件，例如发电机。本节包含机械部件。钴、稀土氧化物、男爵和钕是制造磁铁和电池的必要材料。

此外，转子叶片需要泡沫、聚合物和橡胶来帮助提高刚度。

毫无疑问，风力涡轮机在产生可再生能源方面变得越来越重要。然而，制造涡轮机需要许多不同的材料和工艺。尽管如此，他们的产量仍在继续增长。

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