為什么水輪機的能效比風力發電機的能效高這么多？

水輪機的能效能高達百分之80多到90多，而最好風力發電機的能效只有40多點，為什么都是流體，原理一樣，效果差這么多，是不是風力機的翼型抄螺旋槳槳葉的緣故？

答案很多，其中最主流的概念就是：

@瘋癲的A兵者

@老畢

@還是叫XX吧

@Aeroergy

@重離子貓貓

水力發電機的能量主要來源于“水流動能”和水的“落差勢能”。簡單地說就是水力發電機往往建設在水壩底部，水壩把水流攔住，能量集中起來，所以擁有較大的落差勢能。

而風力發電機的能量來源則只有風力的動能。風力發電機只能利用風路過“葉輪范圍”時候的動能。因此，基于貝茨定律可知，風能利用率的極限只有59.3%。

那么，風力發電領域里有沒有類似水流的“落差勢能”的能量呢？

答案是有的，這就是在流體力學中常見的一個參數——壓差阻力。

壓差阻力簡稱壓阻，是物體迎風面與物體背風嗎所受壓力差所引起的阻力。

壓差阻力同物體的迎風面積、形狀和在氣流中的位置都有很大的關系。

用刀把一個物體從當中剖開，正對著迎風吹來的氣流的那塊面積就叫做“迎風面積”。如果這塊面積是從物體最粗的地方剖開的，這就是最大迎風面積。從經驗和實驗都不難證明：形狀相同的物體的最大迎風面積愈加大，壓差阻力也就愈加大。

傳統的小三葉式風力發電機（水平軸升力式風力發電機）的壓差阻力幾乎為零，所以這種風力發電機難以利用壓差阻力。

其實諸多答主們寫出的答案中，最言簡意賅的應當是 

@錙銖觀 ，的答案水輪機是壟斷！

風機是開放環境自由競爭

那么，能不能把風力發電機也設計成壟斷經營呢？

確實有人進行了這方面的設計，這種風力發電機一般稱為“聚風罩式風力發電機”“聚風環式風力發電機”“引流式風力發電機”或“擴散式風力發電機”。

有文獻中提出，這種風力發電機的風能利用率能夠達到60%，但后來有專家認為，聚風罩的面積也應當納入風力機葉輪面積的計算，這樣一平均，聚風罩式風力發電機的風能利用率又降低到了30%，因為性價比的關系，這種設計也被拋棄了。

近來，有人設計出了“全阻流微風風力發電機”技術。

全阻流微風風力發電機技術原理

這種微風風力發電機的工作原理實際上是將“聚風罩”與風力發電機葉輪融為一體，能夠有效利用“氣流動能”和氣流的“壓差阻力”。

而且與傳統風力發電機不同，這種風力發電機的氣流流場是將氣流從葉輪外沿離開，而不是像傳統風力發電機一樣，讓氣流從葉輪中間離開。

并且，隨著葉輪直徑的增加，葉輪半徑等同于一個杠桿結構，能夠將氣流的動能集中并放大，因此可以有效利用一些微風環境（風速3米每秒）進行發電。

這種風力發電最大的優勢在于其風能利用率較高，尤其是在一些傳統領域認為不適合發展風力發電領域的地區也可以進行風力發電。

例如在我國北方很多沿海地區，年平均風速只有3米，所以大部分居民就無法享受風力發電帶來的免費能源。但如果安裝了這種風力發電機，不說獲得穩定的電能，利用風力進行取暖是完全沒有問題的。

而且這種風力發電機還有一個優勢就是不需要安裝在高聳的風機塔架上，安裝在樓頂甚至是地面上都是可行的。這樣就能大幅度降低風力發電機的建造成本。