持續的氣候變化和生態環境惡化讓世界各國高度關注環境可持續發展議題，對可再生能源的探索，以及對相關技術的研發從未止步，在電力能源方面也取得了突破性的進展。
在空曠的高山之處，我們經常會看到隨風轉動的大風車，既是一道亮麗的風景線，也是一項偉大的工程。這些遠觀似小、近看卻為龐然大物的風車擔著風力發電的重任。
風力發電是什么？
所謂的風力發電，是指應用新能源發電技術、風能存儲技術等，經過風力發電機組的正常運轉，將風的動能轉為機械動能，再從機械動能轉變為電力動能的過程。
風力發電機組主要由風輪、機艙、塔架、對風裝置等構成，機艙部分涵蓋增速齒輪箱、發電機、整流罩、通風裝置、隔音器等。
風力發電機有多種類型，從速度來看，可劃分為恒速風力發電機、有限變速風力發電機和變速風力發電機。按照主軸方向和葉片形式分類，有水平軸和垂直軸兩種樣式。此外，裝機的電機有異步型和同步型之分。
上述不同類型的風力發電機優點各異，目前，水平軸風力發電機是世界上利用最多的形式，分屬變速風力發電機類別的“永磁同步發電機”因系統結構相對簡單、高效，或將成為未來風力發電機的主流。
風輪作為實現將風的動能轉變為機械動能的重要部件，對葉片的制作材料十分考究。具備強度高、重量輕、耐腐蝕、使用壽命長等特性的材料更符合市場對應用的訴求。目前使用較多的材料有玻璃鋼、混合復合材料、碳纖維增強材料等。
風力發電機的原理
在基礎設施搭建完備的基礎上，開始利用風力來進行發電。
發電機的工作原理為：“利用風力帶動風車葉片旋轉，再透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發電機發電”。
在大多數人的認知里，也許風力發電機的功率越大，發電效果越佳。但事實真的是這樣的嗎？
答案是“不”，風力發電機這一裝置只是給電瓶充電，電能的儲存由電瓶來完成，人們最終用電功率的大小更多的取決于電瓶的大小。
風力發電并非百利無一害
丹麥是世界上最早使用風力發電的國家，風輪制造技術跑在前列，享有“風車大國”的盛名。
早在1979年，美國就建成了當時世界上首座最大的發電用風車，據預估，按照風車常規運轉時間，可滿足北卡羅來納州七個縣1%-2%的用電需求。
根據市場調查數據，2019年，全球風電新增裝機容量超過60GW，較上年同比增長19%。亞太地區新增風電裝機容量占全球的50.7%，引領全球風電發展，而全球最大海上風電市場國是英國。
海上風力發電逐漸成為當前世界各國主要瞄準的風電發展方向，根據媒體最新消息，日本更是擬增作為風車建設據點的基地海灣，目標是到2040年使海上風力發電能力提升至最大4500萬千瓦，這一數量相當于45個核電機組。
盡管風力發電技術趨于成熟，發展速度迅猛，發電優點也不少，但不時傳出西方國家“棄風電”熱潮，甚至拆除設施，還有人將風力發電喻為“垃圾電”。原因何在？
風力發電的缺陷
電能輸出不穩定。首先，因為風力大小是不可控因素，風力無法維持固定的大小，當風力帶動風車葉片轉動時產生的電能忽多忽少，輸出極不穩定，電壓和頻率的不穩定會影響輸送電網。
其次，用電和供電兩端的量難以平衡，可能用電高峰期的時候風力小，而進入夜間，用電量下滑的時候風力卻變大了，產出的點并不為用戶需要，白白浪費。
威脅生物安全，破壞生態環境。很多人會認為架起的風力發電機，會成為鳥類活動過程中的巨大威脅，不少鳥兒在飛行中因撞擊而死亡，影響物種的多樣性。
此外，耗材量巨大的舊風車一經淘汰，處理不好會產生環境污染，破壞自然生態。
為何我國還大力修建？
風力發電雖然不是十分完美，但它存在的意義卻是巨大的，當世界上對風力發電提出質疑的聲音層出不窮時，我國卻在大力發展風電，并在技術上不斷創新。
國家統計局發布的數據顯示，截至4月底，全國發電裝機容量22.3億千瓦，同比增長9.5%。其中，風電裝機容量2.9億千瓦，同比增長34.6%。
市場的調研表明，中國已經成為世界第一大陸上風電、世界第三大海上風電國家。我國大力修建風力發電設備的原因主要有：
清潔低碳。能源短缺、環境污染是世界面臨的共同問題。我國計劃在2030年前實現“碳達峰”，2060年前實現“碳中和”。風力發電的核心優勢得以顯現，自然成為發展的重點項目之一。
推動風電技術國際化。我國風電的發展，經歷了依靠進口到自主研發設計的過程，從遭遇國外電機應用水土不服到設備國產化，接連刷新風電機組單機容量，逐步接軌國際，一些細分領域甚至處在領先地位。
提高電力儲備，確保用電量。中國地大物博，風能資源豐富，可有效利用。同時我國人口眾多，用電量大，通過風力發電滿足市場的需要可以在一定程度上緩解用電壓力。
此外，在2020年，我國宣布要用10年的時間將風能、太陽能總裝機容量提升到12億千瓦，將會推動我國率先成為發展可再生能源利用上的典范國家。
事物都有兩面性，盡管風力發電還存在著不足，但不可否認其開發價值和商業化發展前景。
綜合對比來看，火力發電會釋放氣體與粉塵污染空氣，水力發電對地理環境有一定要求，核發電會產生輻射和熱污染，而風力發電無需使用燃料，利用了儲量大、無污染、可再生的風能來進行能量之間的轉化，過程相對清潔環保。
雖然風力發電在應用的過程中還面臨著諸多的技術難題，但隨著科研水平的提升，我國一定會逐項攻克。
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參考文獻：
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