在我们的生活中，很多东西看似普通，而在它的背后，却隐藏着巨大的能量，比如说风。风是由空气流动引起的一种自然现象，这些日夜不停转动的大风车正在将风转换为电能，它们就是风力发电机，那么，风力发电机是如何将风能转化成电能，又通过并网最终让人们使用上这种情节电力的呢？

  央视10套科教节目《原来如此》为我们详尽地解读了这一技术，从风能是什么，风力发电机组如何通过外形设计、内部结构及其技术达到风能转化为电能的最终结果。节目中不仅通过小实验的方法，让大家更容易理解风机的运作原理，同时通过3D动画形式，直观的展示风机的运转，同时还会展示实际进入风机内部，近距离观察风机的构造的画面等，可谓是超级详尽且易懂！

  风力发电的原理是利用风带动风车叶片旋转，进而驱动发电机发电。想要了解风力发电的奥秘就首先要了解风。

  风是由空气流动引起的一种自然现象，但是我们很少想到，风是具有能量的。这是一种无污染、可再生的自然能源。早在公元十二世纪人们就已经通过风车利用风能来提水灌溉和碾磨谷物，而现在，人们更多的是利用风能来发电。但是风的利用并不那么简单，风向十分复杂且风量时大时小，难以控制。

  风力发电机的叶片从地面看上去给人的感觉较小，但实际上这些叶片很大，普通的风电叶片都有40多米长，而目前最大的风电叶片长度已超越100米，远超过大型客机的机翼长度。

  其实，风并非“推”动风轮叶片，而是由于叶片横截面的形状上下不对称，风在通过叶片上方的时候流速大,下方的流速小。这就会导致叶片上方的压强小,下方的压强大，叶片形成叶片上下面的压差，这种压差会产生升力，令风轮旋转。

  想要将风能转化成电能，光靠独特的翼型设计是远远不足的。风力发电的前提就是要有风。而风向是在不断发生明显的变化的，且风力的大小也在不断变化。

  那么风力发电机究竟是如何利用来自不同方向不同大小的风来发电的呢？它又是怎么样找到最佳迎风角度获得最大发电量的呢？

  风电机组的风车必须迎着风才能发电。一定要通过测风系统来帮助风机找风，测风系统主要由风向标和风速仪构成，风向标负责寻找到风吹来的方向，风机工作的时候首先通过风向标寻找到风的方向，然后通过偏航系统将机头旋转到正对风吹来的方向。

  风很复杂，风机会经常测量风向并旋转机头去迎风，使风机更好的匹配风的特性，随着对风角度的增大，发电功率也会飞速增加。此外，风机叶片也会旋转，帮助风机更好的适应风的大小。

  这一部分涉及的内容最多也最复杂，其实是为大家解释了风力发电机组的直驱永磁技术和风机发的电如何并网的问题。

  传统的风力发电机是利用风带动风车叶片旋转，然后再通过增速机等多个齿轮组将旋转的速度提升后，来驱动发电机发电的。这是一个很长的传动过程，能量在传送过程中必然会出现损耗。而直驱永磁技术省去齿轮箱等复杂的传送结构，大幅度减少了损失，提高了发电效率，保证了运行的可靠性。那么，在去掉变速齿轮箱后，这种发电机是如何达到低风速就可以发电的呢？

  直驱永磁发电的转子有超过1300磁钢组成，这些磁钢是永磁发电的核心部件，由稀土材料组成，可以在不消耗任何电能的情况下产生强大磁场，保证了机组强大的发电能力。当风吹动叶片后，线圈不断切割磁场线由此产生电能。这就是风能转化成电的原因。

  在我们日常生活中所用的电都是很稳定的，如果电流不稳则会导致家用电器不同程度损坏，甚至会发生火灾。而风具有随机性和间歇性，导致风能时大时小，时有时无，难以预测。

  电网是有规律的运行的，而就风机而言，由于风速等原因，产生的电流是不规律的，如果不经过处理而并入电网，有很大的可能性引起事故，所以，想要安全的将风电并入电网供人们使用，风机侧电流与入网侧电流就需要经过电箱处理，那么电箱究竟是如何让风力发电机产生的不规则电流变得稳定的呢？

  风机产生的是电压处于一直在变化的，而电网对流入的电压有严格的要求。这样一个时间段就需要有一个变压器，对已经产生的风电做处理。经过处理以后，所有的机组就可以输出一个统一的电压，风电就能轻松实现安全传输了。

  本期视频带我们不难发现了风是如何带动如此巨大叶片旋转的。这主要是由于空气流经风轮叶片产生升力，从而推动叶片转动。风力发电机在测风系统和偏航系统的共同作用下，找到风向并适应风的正面最大角度。此外，我们还了解了两种不同的发电机原理。

  我国是个风电大国，据估算，我国的风能总量超过二十亿千瓦，在陆地风厂快速建设化的同时，人们又在开发海上丰富的风能资源，海上风电技术逐渐成熟，未来我国东部沿海，水深五十米以内的海域，都可能会成为新的海上电厂。随着风力发电的慢慢地发展，风力发电将以其丰富的资源、良好的环境效益成为人类生活中重要的电力来源。