風力發電機靠扭動“脖子”保證風機始終正對風向，如果風向繞著風機轉兩圈，那能把風機的頭擰下來嗎？

不管你有沒有親眼見過風力發電機，相信都能說出它的大致原理，靠風吹動風機葉片從而獲得風能。確實如此，但又并不是這么簡單。風的方向是變動的，今天是東南風，明天又可能變成西北風，玩過風車的朋友都知道，只有正對風向，才能讓風車轉得最快，如果是完全側向對著風，風車可能就不轉了。風力發電也是如此，只有將風機的角度調整到正對風向，才能獲得最大的能量。

現在的風力發電機都是龐然大物，普通的風機葉片就能有40多米長，更長的甚至超過100米，遠超大型客機機翼的長度。

巨大風機的轉向需要通過偏航來實現，偏航是風機上的一個專業名詞，一般分為2步，就如我們軍訓時候的轉體，首先要聽到教官的口令，然后再完成轉體動作。給風機發布口令的是風向標，風向標安裝在每個風機的機艙頂部，可以實時測量風機所處位置的風向數據，對數據進行處理，形成偏航指令，然后操控機艙內的偏航電機，帶動機艙進行緩慢轉動，直到轉到面迎風向為止，這樣風機就完成了一次轉向動作。

那么針對于今天刮東風，明天刮南風，后天刮西風，大后天刮北風，每次風向變動，風機就跟著轉動的情況，如果風向就這樣朝著一個轉向不停變換，風機也朝著一個方向不停旋轉，會不會就把風機的機艙擰下來了呢？

機艙是不會被擰下來的，因為機艙和塔筒是靠偏航軸承鏈接，可以實現無限旋轉。但在機艙底部連著很多輸出電能的電纜，如果風機只朝著一個方向轉動，很容易將電纜纏繞在一起，最終將電纜擰斷。為了解決這個問題，在機艙設計時，就要限定扭轉的最大圈數，當機艙在任一方向扭轉達到這個圈數，就會觸發偏航電機反向轉動，在專業上稱作解纜，有了這樣的邏輯，就不用擔心風機擰斷自己的“脖子”了。

在實際運行中，風機偏航也并不都是為了正對風向，有時候也需要通過偏航躲避風向，這又是怎么回事呢？其實風力發電并不是像我們想象的那樣，風速越快越好。在大風中打過雨傘的人都知道，風太大會直接吹翻我們的雨傘。太大的風速對風機來說也是非常致命的，強大的離心力可能會撕裂風機葉片。一般當風速大于25米每秒的時候，風力發電機就會開啟保護模式，其中一個操作就是通過偏航系統，讓機艙90度側風，以保障風力機組的安全。

可以說偏航是現代風機非常重要的結構部件，而且它也非常不簡單。還是用軍訓轉體舉例，我們可能會遇到這樣的情況，聽不清楚教官的指令，或者長時間轉體，或有人左腳拌右腳。就算沒有遇到這些問題，轉體次數多了也會磨損鞋底。

風機偏航也是如此，高頻次轉動的磨損，電機啟停的沖擊，對風機偏航系統來說都是巨大的挑戰。特別是遇到風向指令混亂的湍流風，上一秒還是東風，下一秒就變成西風，對于僅靠幾行代碼控制的風機偏航系統來說，就會像電腦處理不了復雜的指令一樣，出現死機。這樣的工況下，風機的壽命將大大折扣，發電量也無法達到最優。

其實這就是風機偏航最大的挑戰，要想讓風機偏航轉得高效，轉得優雅，就必須讓它看起來聰明一點。因此國內很多企業都給風機裝上了大腦，也就是現在常說的人工智能。這種智能系統，就不僅僅是依靠風向標來控制風機的偏航，它還可以分析過去長期的風力資料，再結合當前的風力特性，預測出未來一段時間的風力變化，指導風機基于事先預測進行轉向。

對于湍流風也可計算出風向的平均值，避免了風機盲目轉向的問題。智能系統還有一個好處，就是可以把風機場的所有風機進行編組，計算出所有風機的最優風向，然后發布統一的偏航控制指令，讓風機從單兵作戰變成有組織有紀律的群體戰斗。實驗表明，這種系統可以降低風機30%的偏航頻次，延長使用壽命，同時提升4%的發電量，將風機的發電性能發揮到極致。

我們需要更多的清潔電能，風電這樣的清潔能源或許只有依靠自身的不斷進步，才能擁有更好的未來。