How do wind turbines work?
21:10 Share

但为什么得到Progressive的支持，在那里，通过转换节省费用的司机平均节省近750美元？现在就在Progressive.com报价。Progressive意外险公司及其关联公司，2022年6月至2023年5月期间，通过Progressive节省费用的新客户调查显示，全国平均12个月节省744美元。潜在节省可能会有所不同。♪♪

这是But Why，一个来自佛蒙特州公共广播的儿童好奇心播客。我是简·林德霍姆。在这个节目中，我们解答来自像你一样好奇的孩子的问题，并找到答案。今天，我们将探讨一个结合技术和自然世界的主题。我们将讨论风力发电。本集是一集科学节目，但其核心问题是如何在满足现代需求的同时保护自然世界。

其中一种方法是利用可再生资源风能来帮助发电，为从我们的冰箱到游戏机，以及越来越多地为我们的汽车和其他依赖化石燃料（如煤炭发电，不可再生）的设备供电几代人。

当你外出时，你可以感受到空气以风的形式在你周围移动。有时你可以看到风吹弯树枝或吹动晾衣绳上的衣服。你也可以听到它。你知道我们在这个节目中喜欢声音。但实际上，我们不会在本集中播放很多风声。因为如果说我们作为电台记者学到了一件事，那就是风和麦克风不相容。

根据你居住的地方，你可能会感受到很多风或只是一点点风。这种风正越来越多地被用来创造为你的室内世界提供能量的电力。你用来收听这个播客的灯光、工具和设备。

也许你见过风力涡轮机的图片或在现实生活中见过一些。这些结构非常高，通常有三个叶片在微风中旋转。你们一直在向我们发送关于风力涡轮机和风力发电的问题，所以让我们来解答它们。我叫林肯。我四岁，住在爱达荷州。风车是如何发电的？

我叫科宾。我九岁。我住在阿肯色州贝拉维斯塔，我的问题是，风车是如何发电的？我叫西奥。我六岁。我来自马尼托巴省布兰登。风力涡轮机是如何工作的？我们在佛蒙特州这里有一些风力发电场，这就是你所说的风力涡轮机群。所以我们想联系一个能够解释它们是如何工作的人。

我领导着绿山电力公司的创新工作。绿山电力公司是一家位于佛蒙特州的电力公司，为我们这里的许多家庭和建筑物供电。乔什·卡斯滕格也为他们工作。但是领导公司的创新工作实际上意味着什么？我认为在能源领域。它正在从传统上

大型发电厂，将电力传输很远，最终到达您的家或您的企业，到目前为止，它正在生产非常接近其所需地点的能源，并使用许多不同的资源来做到这一点。包括风能。利用风能发电或电力并非什么新鲜事，但试图利用风能来满足我们现代设备的所有需求绝对是一个巨大的挑战。那么风力发电是如何工作的呢？

好吧，乔什说，开始理解它的一种简单方法是想象一下你拿着一个闪亮的玩具风车，当你吹它时，它会旋转的那种。现在，想象一下你坐进车里，不要忘记系好安全带，当你驾车穿过社区时，将风车伸出窗外。由于你驾驶时产生的风，风车正在旋转。现在，只需在上面添加一个小型发电机，一个小型发电机。我的意思是，这基本上就是我们在稍大一点的规模上所拥有的，但是

风吹来。它可以旋转这些叶片，这些叶片会旋转。当它们旋转时，它们会旋转一个发电机。反过来，发电机产生电力，然后电力直接流入电网。所以如果你有那个风车，并且你可以以某种方式将它连接到一个灯泡上，你有一个特殊的东西将风车连接到一个灯泡上，并且你将你的风车放在车窗外，灯泡会亮起来吗？当然。你完全正确。

希望它是一个LED灯泡，你不需要太多的电力。这正是发生的事情。你旋转一个产生电流的小型发电机，这反过来会点亮灯泡。但在旋转的风车和灯泡之间，有一些至关重要的东西。乔什提到的东西叫做

叫做发电机。什么是发电机？嗯，这有点复杂。它都是基于磁铁的。我相信很多孩子都有机会玩磁铁。想象一下，当你拥有两块磁铁时，它们要么相互吸引，因为你有一个南北极，它们粘在一起。或者如果你有一个北极和一个北极，它们可以相互排斥，你可以移动，你知道，磁铁之间存在一种力。

发电机利用磁性和同样的东西来产生电流，我们称之为安培。电流，即安培，是流过导线的。还有一种叫做电压的东西。所以电压就是电力有多少力。把它想象成水管。这是你家里的花园软管。如果你拉……

喷雾器，你有一个非常强大的喷雾出来，就像高电压。那是很大的压力。如果你有一个非常大的软管，就像一个装满水的消防水带，那就是电流或安培，从那东西流出的水量。所以那是

发电机正在以安培的形式产生电力，这些安培流入电力系统，最终为家庭和企业供电。所以如果你能看到风力涡轮机的内部，叶片正在旋转转子，基本上是一个轴，它旋转发电机，产生电力。一个电磁发电机有一系列线圈，旋转转子使电流流过它们。

风只是你可以移动涡轮机以发电的方式之一。水力发电大坝内部有涡轮机，这些涡轮机由水旋转以发电。蒸汽机燃烧燃料，加热热水并产生蒸汽，从而旋转发电机使发动机运转。

核电站也产生蒸汽，旋转涡轮机发电。甚至气体也可以用来使涡轮机运动。因此，不仅仅是风力可以用来移动涡轮机并发电。但风力涡轮机通常可见于山顶、山丘或有时在大洋中。毕竟，它们必须位于风力充足的地方。因此，你可能比看到其他类型的发电方式更经常看到它们。

一旦你开始发电，你仍然必须将它从风力涡轮机所在的地方送到它需要去的地方，就像这样。

你的房子。这通过电线传输。你知道，当你开车四处走动时，你经常可以看到路边的电线杆和电线，有时它在地下。电力遵循我们所说的最小阻力路径，这基本上意味着它将流向第一个需要它的东西，你知道，基本上。所以它流入电网，然后从那里流入家庭和企业。

我们启动电源。所以它通常会，你知道，在这些东西在那里生产时，物理地为最接近的区域供电。在问我们风力涡轮机是如何发电时，一些孩子使用了风车这个词。风车和风力涡轮机有什么区别？风力发电，利用风来做事，并不是一项全新的技术。许多农场甚至利用风来旋转一个从地下抽水的泵，或者，你知道，旋转，你知道，一些设备来帮助

农场里的东西。所以利用风来旋转某些东西以产生某种好处的想法已经存在很长时间了，但是

将这种能量转化为高效的发电机以发电的技术在过去几十年中得到了真正的发展。所以，你知道，它实际上是采用风车理念，并将其与发电机连接起来，然后反过来为电网供电。你好，我叫克洛伊。我四岁。我住在英国纽瓦克。我的问题是，风力涡轮机是如何制造的？涡轮机有……

三个主要部件，塔架，也就是所有东西都坐落在上面，你知道，想想只是从地面伸出的杆子。所谓的机舱，它本质上是塔顶上的建筑物，里面有发电机、电力部件、液压系统和管理涡轮机的部件。然后是叶片、转子，转子的设计是。

通常由三个叶片组成，所有这些叶片基本上就像飞机机翼。它们只是三个用来利用进来的风并旋转转子的飞机机翼。尺寸可能会有很大差异。你知道，你可能在

你知道，当谈到风力涡轮机叶片的顶端时，高度为3到500英尺，正在考虑用于海上风力发电的涡轮机，因此在大洋中的风力更大。涡轮机的一件事是转子直径越大。所以，你知道，想象一个大圆圈，就像涡轮机在旋转，它围绕着这个大圆圈旋转。这

这个圆圈越大，你就能捕捉到更多的风，就能产生更多的电力。有时，你可以在较低的风速下产生更多的电力。这使得涡轮机更高效，并允许你捕捉更多。所以，你知道，正如我提到的，当你进入海上风力发电等等时，它们越来越大。它们可以捕捉更多、更多的风，从而产生更多的电力。

至于它们是如何制造的，风力涡轮机的所有部件都是在非常大的工厂中制造的，这些工厂通常距离它们最终要安装的地方非常远。塔架通常由钢制成。塔顶上有一个容器，里面装有发电机，有时还有一个齿轮箱。而那些巨大的叶片是由多种材料组合而成的，这些材料的设计目的是轻便但非常坚固。每个叶片的长度都可能达到300英尺或更长。

美国能源部表示，一台风力涡轮机大约有8000个部件。接下来，如果有很多方法可以发电，那么风能的优点和缺点是什么？

但首先，一条给正在收听的成年人的信息。支持来自Wild Interest，这是一个由孩子们为孩子们创建的新播客。你会说孩子话吗？Wild Interest会说。Wild Interest是一个新的播客，它探讨了当成年人放弃麦克风并让孩子们主持节目时所发生的奇迹。父母会喜欢Wild Interest，因为它植根于善良、同情和好奇心。孩子们会喜欢Wild Interest，因为它是由像他们一样的孩子制作的。

听听在深山老林中追踪自然是什么感觉，如何在互联网上避免被追踪，以及为什么一些水手居住在南海中部一艘半沉船上。Wild Interest。在您获取播客的任何地方都可以找到它。这太疯狂了。

这是But Why，一个儿童好奇心播客。我是简·林德霍姆。我们今天正在学习如何利用风力发电。在世界许多地方，我们期望在按下开关或将设备插入墙上的插座时，电力就会出现。我们希望全天候都能获得这种电力。

事实上，它已经成为许多现代技术的必需品。你希望你的冰箱一直运转，这样你的食物就不会变质。医院和工厂需要他们的机器在没有任何意外中断的情况下工作。顺便说一句，这并不是世界上每个人都享有的奢侈品。但在美国和许多其他国家，我们的经济和生活现在都依赖于它。但是，你可能想到了这一点，风并不总是吹的。

这就是开发不使用风能、太阳能或其他所谓间歇性能源的其他能源的原因之一。

问题是，我们开发的能源生产方式并不总是对环境有利，而且它们并不总是可再生资源。因此，人们一直在努力寻找其他方法来为我们的世界提供动力，这些方法不会对气候变化做出太大贡献，也不会消耗地球上的许多资源。他们又转向了风能。但是我们如何克服风并不总是吹，但我们总是需要电力这个问题呢？

绿山电力公司的乔什·卡斯廷盖说，对于像他这样的电力公司来说，他们希望从多种来源获取电力，而不仅仅是一种。我们称之为投资组合，这意味着你有多种类型的资源，它需要多种资源。因为正如我提到的，你知道，风在风吹的时候产生，正如你提到的，它是能量。

大部分时间都在发电。发生的事情是，全年，它在某些时候产生更多，在某些时候产生更少。而且绝大多数时间，它都在产生一定量的电力。当你将其与其他资源结合起来时，风能、太阳能、水力发电，你知道，水力发电，

这些加在一起开始让你更像我们所说的基荷型电力供应资源。因此，拥有几种不同的发电方式非常有用。但是，人们也在努力储存当风很大或阳光充足时产生的电力，以便我们可以在风不那么大或阳光不那么充足时使用它。

我们能够使用诸如储能、电池储能和其他资源，这些资源可以在能量充足时捕获能量并将其储存起来，然后在风可能稍微减弱时稍后释放它。所以当你把所有这些放在一起时。

你开始创造与我们传统上使用这些大型化石燃料发电厂相同的电力生产资源。你知道，仍然需要完成一些工作，你能够甚至管理那些使用电力的东西。电动汽车是最新出现的，你知道，当我们知道你可以管理这些车辆何时充电时，例如。

你可以将它与，哦，现在有丰富的太阳能或良好的风能相结合。就像我之前说的那样，就像我说的那样，我们正在彻底改变我们对电力系统和发电方式的思考方式。但这就是你如何将所有这些整合在一起的方式。因此，弄清楚如何在风不吹的时候储存电力或使用其他来源是使用风力发电的一个挑战。还有其他问题。没有完美的能源。

有时人们不喜欢看风力发电场。他们认为风力发电场很丑，破坏了我们对美丽山顶或广阔海洋景色的视野。并且有人担心风力涡轮机上的那些巨大的叶片可能会杀死飞入其中的鸟类。麻省理工学院去年发布的一份报告说，是的，有时风力涡轮机确实会杀死鸟类，这是不好的。

但你也必须将其放在适当的视角中。每年有更多的鸟类死于撞击建筑物或被家猫捕获。其他研究表明，化石燃料工厂也会杀死鸟类和其他动物，尽管是间接的，因为它们通过砍伐森林或产生空气污染而导致栖息地丧失。

蝙蝠也可能被旋转的涡轮机杀死，许多生物学家和工程师正在努力寻找减少这种影响的方法。例如，风力涡轮机的速度是否重要？可以在蝙蝠大量飞行时（例如在迁徙季节）停止涡轮机吗？或者甚至可以在风力发电场周围播放特殊的声音来警告蝙蝠吗？

这项研究正在进行中，如果我们将来要使用更多的风力发电，那么弄清楚这些事情将非常重要。

乔什告诉我们另一件需要考虑的重要事情，那就是所谓的电网。你家里的电力与你所在城镇、州、地区甚至整个国家的电力交织在一起。电力公司和他们运营的更大系统共同努力，确保电力输送到需要的地方。

例如，在新英格兰，我们在所谓的独立系统运营商区域运营。新英格兰ISO是该实体。他们负责查看新英格兰的大型系统，以确保一切平衡。当你实际看到风力发电分散在一个更大的区域时，你拥有……

足够的差异，一些风力发电，一些风力发电减少了一点，然后它在四处移动。是的，这非常惊人，因为当你想到它时，你所说的一件事是，我们正在创造靠近我们需要的地方的电源

使用它们。但如果你拥有像新英格兰这样的地区，并且你正在使用风力发电，那么今天佛蒙特州的风可能不是很大，但在康涅狄格州、马萨诸塞州和缅因州的大洋中有很多风。因此他们正在利用一些风，或者可能是相反的情况。新罕布什尔州的风很大，这可以帮助那些没有大风的日子西马萨诸塞州的人们。所以你可以实际移动

是的，完全正确。成为一个相互关联的区域系统的一部分的好处正是如此。你不断地平衡和共享这些资源。这不仅仅是来自你自己。

与我们的系统，也来自我们的系统之外。因此，你知道，如果在我们这里，甚至可以在纽约产生风力，那么所有这些都可以通过系统共享并以这种方式平衡。所以完全正确。好的。所以我们最后一个问题是给你的。嗨，我是卡尔文。未来的可再生能源将会是什么样子？我九岁。哦，卡尔文，好问题。

我认为我们将继续看到来自太阳、风能、水力发电的大量电力，我希望我们将看到一些新的技术创新，继续产生更多的基荷能源。现在正在进行很多工作，例如从大气中捕获二氧化碳。我们称之为碳捕获。当你环顾全国及其他地区时，更多的是是否存在某种东西可以使用它来发电或……

在热力空间中有很多工作正在进行，冷热之间，你实际上可以通过温度差来运行设备。所以我认为未来十年将是可再生电力非常重要的一年。你将继续看到……

我们今天拥有的东西变得越来越高效。只是一个小的轶事。我知道你可能会在其他时间谈论太阳能，但是仅仅是太阳能电池板，想想一个太阳能电池板。当我们在2008年首次建造太阳能项目时，一个电池板产生大约180瓦的电力。现在相同尺寸的电池板，可能稍微大一点，可能产生450瓦的电力。

大约在那个范围内。这只是告诉你效率在哪里，风力涡轮机和水力发电机也是如此。所以我认为你会看到从相同尺寸的东西中获得更多电力，更高的效率，并且你会看到更多像储能和其他资源来帮助平衡这一切。

而且你可能会，卡尔文也可能会弄清楚这一点，顺便说一句。所以我们需要他。没错。未来，随着世界试图从燃烧化石燃料转向更多可再生能源，对能源的需求只会增长。因此，如果你对所有这些东西感兴趣，也许这是一个你可以考虑从事的职业。

非常感谢绿山电力公司的乔什·卡斯廷盖回答我们关于风能的问题。本集就到这里。现在，如果你对任何事情有疑问，让成年人录制你提出的问题。使用Voice Memos或Voice Recorder之类的应用程序，在智能手机上很容易做到这一点。然后将文件发送电子邮件至butwhykids.org的questions。我们无法回答我们收到的所有问题，但我们喜欢收到你们的来信，并了解你们的想法。

顺便说一句，我们也通过视频回答问题，而不仅仅是播客。我们有一个完整的YouTube频道，我们在那里做迷你剧集，回答一个快速的问题。如果你想看到这些，请在YouTube上搜索But Why Kids。But Why由Melody Beaudet、Kiana Niffen和我Jane Lindholm在Vermont Public制作，并由PRX发行。Joey Palumbo是我们的视频制作人兼导演。

我们的主题音乐由Luke Reynolds创作。我们两周后将推出全新剧集。在那之前，保持好奇心。来自PR。