風(fēng)力發(fā)動機的風(fēng)輪與紙風(fēng)車轉(zhuǎn)動原理

風(fēng)力發(fā)動機的風(fēng)輪與紙風(fēng)車轉(zhuǎn)動原理一樣，但是，風(fēng)輪葉片具有比較合理的形狀。為了減小阻力，其斷面呈流線型。前緣有很好的圓角，尾部有相當(dāng)尖銳的后緣，表面光滑，風(fēng)吹來時能產(chǎn)生向上的合力，驅(qū)動風(fēng)輪很快地轉(zhuǎn)動。對于功率較大的風(fēng)力發(fā)動機，風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速是很低的，而與之聯(lián)合工作的機械，轉(zhuǎn)速要求較高，因此必須設(shè)置變速箱，把風(fēng)輪轉(zhuǎn)速提高到工作機械的工作轉(zhuǎn)速。風(fēng)力發(fā)動機只有當(dāng)風(fēng)垂直地吹向風(fēng)輪轉(zhuǎn)動面時，才能發(fā)出最大功率來，由于風(fēng)向多變，因此還要有一種裝置，使之在風(fēng)向變化時，保證風(fēng)輪跟著轉(zhuǎn)動，自動對淮風(fēng)向，這就是機尾的作用。風(fēng)力發(fā)動機是多種工作機械的原動機。利用它帶動水泵和水車，就是風(fēng)力提水機；帶動碾米機，就是風(fēng)力碾米機；此類機械統(tǒng)稱為風(fēng)能的直接利用裝置。帶動發(fā)電機的就叫風(fēng)力發(fā)電機。它們均由兩大部分組成，一部分是風(fēng)力發(fā)動機本體和附件，是把風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置；另一部分是電氣部分，包括發(fā)電機及電氣裝置，把機械能轉(zhuǎn)化為電能，并可靠地提供給用戶。小風(fēng)力發(fā)電機的容量不大，功率一般從幾瓦到幾千瓦，大都具有結(jié)構(gòu)簡單，搬運方便的優(yōu)點。按風(fēng)力發(fā)動機與發(fā)電機的連接方式分，有變速連接的和直接連接的兩種。
在風(fēng)能的利用中，蓄能是一個重要的問題。特別是對于風(fēng)力發(fā)電，在很大程度上，其生命力由蓄能裝置（如蓄電池）的可靠程度來決定。有了蓄能裝置，在有風(fēng)的時候，把多余的能量儲存起來；在無風(fēng)時，輸出應(yīng)用。各種蓄能方式的研究是風(fēng)能利用的一個急待解決的重要任務(wù)。
在自然界的能源中，風(fēng)能是極其豐富的。據(jù)粗略估計，近期可以利用的風(fēng)能總功率約為106～107兆瓦，這個數(shù)值比全世界可以利用的水力資源大10倍。但是，這筆巨大的自然財富還有待人類去大力開發(fā)。
我國是利用風(fēng)能最早的國家。早在2000多年以前，利用風(fēng)力驅(qū)動的帆船已經(jīng)在江河中行駛，明代開始應(yīng)用風(fēng)力水車灌溉農(nóng)田，并且出現(xiàn)了用于農(nóng)產(chǎn)品加工的風(fēng)力機械。
制造風(fēng)能機械，利用風(fēng)力發(fā)動機是風(fēng)能利用的兩項主要內(nèi)容。風(fēng)力發(fā)動機是一種把風(fēng)能變成機械能的能量轉(zhuǎn)化裝置。風(fēng)力發(fā)動機由5部分組成：
（1）風(fēng)輪。風(fēng)輪由二個或多個葉片組成，安裝在機頭上，是把風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機械能的主要部件。
（2）機頭。機頭是支承風(fēng)輪軸和上部構(gòu)件（如發(fā)電機和齒輪變速器等）的支座，它能繞塔架中的豎直軸自由轉(zhuǎn)動。
（3）機尾。機尾裝于機頭之后，它的作用是保證在風(fēng)向變化時，使風(fēng)輪正對風(fēng)向。
（4）回轉(zhuǎn)體?；剞D(zhuǎn)體位于機頭底盤和塔架之間，在機尾力矩的作用下轉(zhuǎn)動。
（5）塔架。塔架是支撐風(fēng)力發(fā)動機本體的構(gòu)架，它把風(fēng)力發(fā)動機架設(shè)在不受周圍障礙物影響的高空中。
根據(jù)風(fēng)輪葉片的數(shù)目，風(fēng)力發(fā)動機分為少葉式和多葉式兩種。少葉式有2～4個葉片，具有轉(zhuǎn)速高，單位功率的平均質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點；常用在年平均風(fēng)速較高的地區(qū)。是目前主要用作風(fēng)力發(fā)電機的原動機。其缺點是啟動較為困難。多葉式一般有4～24個葉片，常用于年平均風(fēng)速低于3～4米／秒的地區(qū)；具有易啟動的優(yōu)點，因此利用率較高。由于轉(zhuǎn)速低，多用于直接驅(qū)動農(nóng)牧業(yè)機械。