風(fēng)力渦輪機(jī)能夠產(chǎn)出多少可利用的能源，尤其是在無風(fēng)的天氣？這個(gè)問題一直困擾著工程師并影響著潛在用戶的決定。伊朗科技大學(xué)機(jī)械工程系A(chǔ)bolfazl Ahmadi和Mehdi Ali Ehyaei已經(jīng)對風(fēng)力發(fā)電的"能量"進(jìn)行了調(diào)查。他們的研究成果已經(jīng)發(fā)表于近期出版的International Journal of Exergy。可用能是在熱力學(xué)中用以評價(jià)能量品位的參數(shù)。

    風(fēng)是最古老的可再生能源資源之一。風(fēng)扇葉片轉(zhuǎn)動(dòng)捕捉風(fēng)能，并轉(zhuǎn)換成有用的能源。現(xiàn)代的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組利用這一概念產(chǎn)生電力來驅(qū)動(dòng)其他地方的裝備。風(fēng)輪機(jī)大小不同，從幾千瓦的小型住宅應(yīng)用到超過5 MW的工業(yè)規(guī)模發(fā)電。

    Ahmadi和Ehyaei指出，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組不得不與許多其他能源來源競爭，主要是化石燃料，還有其他可再生能源，如太陽能和生物質(zhì)技術(shù)。因此，風(fēng)力發(fā)電機(jī)必須具備成本效益，以符合環(huán)保效益。

    風(fēng)輪機(jī)的設(shè)計(jì)必須滿足負(fù)荷要求，并以最低成本產(chǎn)出能量。為了解決這一成本問題，必須要優(yōu)化性能特征，如輸出功率與風(fēng)速或與轉(zhuǎn)子角速度。有用能分析是看系統(tǒng)產(chǎn)出能源的"質(zhì)量"。研究人員認(rèn)為，通常情況下，風(fēng)速超過9米每秒被認(rèn)為與風(fēng)輪機(jī)有用能計(jì)算無關(guān)緊要，最初的研究沒有將進(jìn)行歷史分析所需的所有因素考慮進(jìn)去。

    他們現(xiàn)在已經(jīng)制定了一套改進(jìn)的風(fēng)輪機(jī)能量分析，將風(fēng)力動(dòng)能考慮得更為詳細(xì)。他們的方法是提供一種風(fēng)輪機(jī)運(yùn)行時(shí)如何丟失潛在能量的模式。接著，提出了一種優(yōu)化風(fēng)輪機(jī)三個(gè)主要參數(shù)（切入、額定< rated >和折尾< furling >風(fēng)速）的方法，以便在任何特定風(fēng)速（從微風(fēng)到狂風(fēng)）下，在風(fēng)輪機(jī)安全運(yùn)行參數(shù)內(nèi)最大限度地利用能量。

    他們已經(jīng)在伊朗風(fēng)速不同的兩個(gè)城市Tehran和Manjil開展了一項(xiàng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組能量分析。Tehran平均風(fēng)速低，而Manjil是一個(gè)多風(fēng)的城市。他們的公式可以提供風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)速優(yōu)化值（改變?nèi)Q于風(fēng)速）。結(jié)果表明，這兩個(gè)地區(qū)理論上效率提高20%，"浪費(fèi)"掉的能量減少80%。（李桂菊 編譯）