為什么風(fēng)力發(fā)電機(jī)的扇葉都很窄？

日常生活中使用的電風(fēng)扇通常有寬風(fēng)扇葉片，但用于發(fā)電的風(fēng)扇葉片（風(fēng)力發(fā)電機(jī)）看起來很窄。為什么不擴(kuò)大點(diǎn)來接收更多的風(fēng)能呢？

首先要澄清的是，它們的風(fēng)扇葉片并不窄，通常有近3米寬。所謂的“窄”實(shí)際上是相對(duì)于整個(gè)風(fēng)輪，準(zhǔn)確地說，風(fēng)輪的實(shí)度很低。風(fēng)輪實(shí)度是指風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)平面上風(fēng)扇葉片投影面積的總和與風(fēng)輪掃描面積的比值，即風(fēng)扇葉片越寬，風(fēng)輪實(shí)度越高。

與電風(fēng)扇的能量轉(zhuǎn)換過程完全相反，風(fēng)力發(fā)電機(jī)需要盡可能捕獲風(fēng)的動(dòng)能才能轉(zhuǎn)化為電能。當(dāng)風(fēng)通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片并驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)時(shí)，部分風(fēng)能轉(zhuǎn)化為風(fēng)扇葉片的動(dòng)能，因此風(fēng)速會(huì)減慢。風(fēng)輪捕獲的風(fēng)能主要取決于它在通過氣流時(shí)掃過氣流的面積。雖然低實(shí)度風(fēng)輪本身的面積處于劣勢，但在相同的風(fēng)力下旋轉(zhuǎn)速度更快，因此其掃過的氣流面積可能不亞于高實(shí)度風(fēng)輪。但如果實(shí)度太低，比如只有一兩片葉片也會(huì)影響“捕風(fēng)”的效率。

此外，過高的風(fēng)輪實(shí)度（寬葉片或多葉片）也會(huì)帶來更大的阻力，損失風(fēng)能，降低能量轉(zhuǎn)換效率。含有金屬材料的風(fēng)扇葉片也存在反射無線電波的問題，因此越寬，越容易引起無線電干擾。此外，面積增加的風(fēng)扇葉片的質(zhì)量也會(huì)增加，需要更堅(jiān)固的塔，從制造到安裝的風(fēng)力發(fā)電機(jī)成本也會(huì)增加。