风车和风力涡轮机的区别是什么?

随着风吹着，风车的叶片也吹着风力涡轮机．随着第一批风车的出现，这些巨大的叶片机器已经存在了1000多年公元800年左右的波斯

这些早期的风车正如它的名字所暗示的那样——它们是由风驱动的风车。风会带动风车的叶片转动，带动中心轴转动，然后带动谷物磨机转动，谷物磨机通常是由大而平的石头制成，用来生产面粉和其他谷物产品。这些风车还有另一个重要用途——将水输送到城市和住宅。风车的旋转可以用来驱动水泵，而不是让谷物磨坊旋转。

虽然风车已经存在了很长时间，但风力涡轮机大约是在1888年才出现的第一个已知的美国为发电而制造的风力涡轮机是由发明家查尔斯·布拉什(Charles Brush)为他在俄亥俄州的豪宅发电而制造的。风力涡轮机是用来通过叶片的旋转来发电的，而不是简单地将旋转的能量转化为更多的机械工作，比如转动磨坊或抽水。

“在美国，一个风力涡轮机大约有280英尺(85米)高，而老式的风车一般不会超过80英尺(24米)，”James Herzing说，他是工程师，也是Unprofessional Engineering的获奖主持人播客在电子邮件采访中。“帆或叶片的大小是另一个很大的区别。传统上，风车是通过车轮直径来测量的，通常会看到一个8英尺(2米)的风车，叶片直径是8英尺。另一方面，风力涡轮机的单个叶片可以超过100英尺(30米)。”

风车是如何工作的

虽然风车是人类文明中最古老、最重要的机器之一，通常被用来抽水或磨谷物，但它们与较新的风力涡轮机技术在功能上确实有一些其他的不同。

风车的叶片靠近地面，因此必须利用接近地面的气流来旋转。由于在地球表面附近的气流通常比在更高的大气中要少，风车必须有更大的叶片抓住尽可能多的风。

虽然风车早在公元800年左右就有了，但它们真正流行起来是在19世纪中期。1850年之后的几十年里，在工业革命的推动下，有600多万台机械风车被安装仅在美国就为水泵和工厂提供动力，并满足其他能源需求。

这种流行是由于风车作为机械能发电机的简单性。通过简单地安装一个有许多叶片的风车，你可以迅速获得一个免费的机械能源。通过叶片的旋转，旋转的能量可以用来通过传动装置驱动机器，或者用简单的水从地面推动和抽取水抽油杆泵。

当风车在现代工业中普及时，另一项发明也被开发和改进:发电机。

发电机不仅可以在有风的时候使用风车，还可以将旋转的能量转化为电能储存起来。因此，风力涡轮机的发展是完善风能利用设备的下一步。

风力涡轮机是如何工作的

为了捕捉更强的气流，风力涡轮机的高度要比风车高出数百英尺。它使用与风车相同的功能原理——将风转化为旋转能量——但它接下来的功能不同。风力涡轮机内部有发电机，通常直接连接到一个旋转的叶片杆。通过旋转发电机，产生的电流可以用来给电池充电，输入电网，或者直接驱动电子设备。了解这是如何工作的最好方法是考虑一个马达，而是反过来．电动机利用电力产生运动，而风力涡轮机利用运动产生电力。

更具体地说，风力涡轮机的叶片捕捉动能(由运动产生的能量)，并将其转化为旋转能量。然后，这些旋转能量通过一系列齿轮来增加发电机的速度。

这些涡轮机通常在风速为每小时5到10英里(每小时8到16公里)时开始发电，在接近每小时60英里(每小时96公里)的高速时关闭，这样它们就不会出现故障或损坏自己美国风能协会．

虽然风力涡轮机确实能发电，但从技术上讲，它们的效率不如风车。风力涡轮机的最高效率为59%，贝兹极限这是由于无法利用所有的风能和低效的转换旋转能量为机械能。

从古代科技到未来能源

尽管效率低下，但风力涡轮机仍是未来驾驭风力和发电的方式。詹姆斯说，他“认为风力涡轮机是减少并最终消除我们对碳燃料依赖的一个组成部分。”一个典型的风能项目在6个月内偿还其碳足迹，提供了几十年的零排放能源。事实上，一些国家，比如苏格兰，已经在风能上投入了足够的资金，风能产生的能量足以供两个苏格兰人使用!”

在2018年，风力大约产生了占全球电力的5%使其成为仅次于水力发电的第二大可再生能源。从最初作为早期波斯和中国文明的机械支柱使用的风车，到今天的大型风力涡轮机，其基础技术是留下来的。