近代风力发电机都采用细长叶片的小三叶风力发电机结构,这种结构是基于“贝茨定律”推导而来。
但是,贝茨定律在推导过程中没有代入两个重要定理:伯努利定理和杠杆原理。
基于伯努利定理可知,气流的流管管径越小,则气流的流速越快。
风力发电机叶片面积越大,等同于气流流管管径越小。那么,可以推导出风力发电机叶片面积越大,则风力发电机叶轮范围内的气流流速越快。
而这个条件在贝茨定律的推导过程中没有被表现出来。
同时,贝茨定律中推定,气流只能直线穿过叶轮,不能改变气流流向。
如视频中所示,当气流遇到理想风轮结构后,气流会从叶轮外沿绕行。
此时,叶轮半径等同于一个省力杠杆,其会将气流产生的扭矩放大,放大比例与叶轮半径有关。
伯努利定理让气流流速加快,杠杆原理让扭矩放大,这两个重要条件足以证明,“贝茨定律”推导结果不适宜应用在阻力式风力发电机领域。