IDG君寫在前面：

這幾天，北方的大風(fēng)天氣頻頻登場，推開窗戶盡是呼嘯的聲音，它讓人們眼淚亂飄、涕泗橫流，也讓出門在外的人寸步難行。大家都不喜歡這樣的風(fēng)，但只要我們能善加利用，看似橫行霸道的風(fēng)也會被收拾得服服帖帖，成為一股溫柔的力量。

因為在無垠的田野、遼闊的草地還有浩瀚的海洋上，當(dāng)風(fēng)吹動巨大的扇葉運轉(zhuǎn)時，澎湃的電力就會跋山涉水走進千家萬戶。這些源源不盡的綠色能源，讓人類找到最理想的生態(tài)循環(huán)，進而生生不息，無限繁榮。

于是，當(dāng)我們看見一排排“大風(fēng)車”已經(jīng)不足為奇，唯一的疑惑可能是風(fēng)力發(fā)電機為什么有的是順時針旋轉(zhuǎn)，有的是逆時針旋轉(zhuǎn)？這兩種不同姿勢背后，正蘊藏了一段有趣的歷史和科學(xué)知識。

還記得半年前紅遍全網(wǎng)的《信條》么？當(dāng)時幾乎所有的視線都集中在對時間的討論，今天我們把目光聚焦到不一樣的角度，為什么電影中時光倒流的情景，用風(fēng)力發(fā)電機沿逆時針旋轉(zhuǎn)來表現(xiàn)呢？

震驚！早期風(fēng)車竟然逆時針旋轉(zhuǎn)？

風(fēng)力發(fā)電機的始祖是風(fēng)車，而早期的風(fēng)車作為一種手工制品，并沒有嚴格的設(shè)計規(guī)范，它同時存在順時針和逆時針兩種形式。在英國倫敦的郊區(qū)，你可以同時看到同時包含兩種旋轉(zhuǎn)類型的風(fēng)車。除了旋轉(zhuǎn)方向不同，它們幾乎沒有任何差別。

令人驚訝的是，享譽全球的荷蘭風(fēng)車作為風(fēng)車的典型代表，絕大多數(shù)是逆時針旋轉(zhuǎn)的。最早從德國引進的荷蘭風(fēng)車，在本土化過程中逐漸形成了自身的特色，由于年代久遠，風(fēng)車逆時針旋轉(zhuǎn)的原因已不可考。一種說法是，荷蘭人不喜歡墨守成規(guī)，他們在葉片安裝過程中偷懶。風(fēng)車安裝葉片時，需要將網(wǎng)格狀的扇葉釘在主桅桿上，有些風(fēng)車還會在表面鋪上帆布。由于多數(shù)荷蘭人也慣用右手，從右向左把長釘楔入桅桿，最終導(dǎo)致風(fēng)車沿著逆時針旋轉(zhuǎn)。隨著荷蘭風(fēng)車的流行，這種旋轉(zhuǎn)方式也持續(xù)受到后來者的模仿和傳播，并延續(xù)至今。

弟弟的勝利！風(fēng)電機組開始順時針旋轉(zhuǎn)

在例如《某科學(xué)的超電磁炮》等動漫作品，及手機天氣預(yù)報插件的風(fēng)速動畫中，會出現(xiàn)有逆時針旋轉(zhuǎn)的風(fēng)力發(fā)電機，這其實是一個低級錯誤。但作為風(fēng)車的“后浪”，絕大多數(shù)的風(fēng)力發(fā)電機與早期風(fēng)車截然相反，它們幾乎全都沿著順時針方向旋轉(zhuǎn)。這是為什么呢？

早在19世紀80年代，丹麥的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)剛剛萌芽，年輕的工程師喬納斯（Johannes）沿襲風(fēng)車的旋轉(zhuǎn)方式，和一家風(fēng)電公司合作，設(shè)計出了一款逆時針旋轉(zhuǎn)的風(fēng)力機。無獨有偶，他的弟弟艾瑞克（Erik）不久之后也設(shè)計了一款風(fēng)力機，在定稿之前，他向妻子詢問意見，妻子回答說，你哥哥的風(fēng)力機是逆時針的，如果采用截然不同的方式，可以快速樹立起我們的形象，于是艾瑞克聽從了妻子的建議。

這款產(chǎn)品在市場上廣泛受到青睞，客戶也越來越多，成為了主流的風(fēng)力發(fā)電機類型。丹麥政府為了保證民眾（視覺上）的舒適度，甚至規(guī)定所有的風(fēng)力機必須遵循順時針旋轉(zhuǎn)的規(guī)則。最后，隨著風(fēng)電葉片供應(yīng)巨頭LM公司對丹麥風(fēng)電公司的收購，“順時針”成為了主流。

順時針旋轉(zhuǎn)的風(fēng)力機（實體）

順時針or逆時針是怎么確定的

單純從物理學(xué)角度，順時針和逆時針并不會對風(fēng)電機組的發(fā)電性能產(chǎn)生任何差異。在美國加州的阿爾塔蒙特山口附近，我們甚至還可以同時看到兩種旋轉(zhuǎn)方式的風(fēng)力機，但這在視覺上會令人感到難受。其實，大多數(shù)人從未意識到的是我們更習(xí)慣看到順時針旋轉(zhuǎn)的物體。

為什么？很少有人會刻意在乎旋轉(zhuǎn)的方向，只是在長期日常生活中接觸到的旋轉(zhuǎn)物體大多采用順時針，逐漸成為了習(xí)慣?，F(xiàn)代旋轉(zhuǎn)機械采用順時針的原因來源于時鐘，最古老的計時工具是日晷（gui）。北半球的日晷表盤上的影子沿順時針旋轉(zhuǎn)，而在南半球，影子則是沿逆時針旋轉(zhuǎn)的。也就是說，如果發(fā)明鐘表的是個巴西人，那么現(xiàn)在所有的鐘表都要沿逆時針旋轉(zhuǎn)，更多的機械也將逆時針旋轉(zhuǎn)。隨著時鐘的問世，毫無存在感的南半球人也不得不接受順時針，長此以往，地球人跨越了南北半球，默認形成了統(tǒng)一的順時針旋轉(zhuǎn)規(guī)則。然而，這個問題卻又引發(fā)了一個問題。

旋轉(zhuǎn)效應(yīng)？神秘的地轉(zhuǎn)偏向力

由于北半球的大陸板塊面積比南半球大得多，大部分人口也集中在北半球，身在北半球的我們不經(jīng)意間會認為所有的地球都和自己是相似的，忽略了某些物理規(guī)律并不適用于南半球。其中，南北半球最重要的差異是由地轉(zhuǎn)偏向力（又稱科氏力）造成的，它不是實際存在的作用力，更確切地說，它是為了簡化地球自轉(zhuǎn)時力學(xué)問題而引入的一種效應(yīng)。在我們眼中的地球是靜止的，但實際上它自轉(zhuǎn)會產(chǎn)生地轉(zhuǎn)偏向力，把運動的物體“甩”出去，但這個效果對運動速度慢的物體并不明顯，我們?nèi)粘Ｒ搽y以覺察到。

任何宏觀運動的物體都會因地轉(zhuǎn)偏向力而受到不同程度上的影響，從而在我們的視角中產(chǎn)生了偏離。例如，北半球上河水會侵蝕右側(cè)河岸，而在南半球則會侵蝕左側(cè)河岸。北半球上的氣流向右偏轉(zhuǎn)形成逆時針的臺風(fēng)，而在南半球則形成順時針的臺風(fēng)（旋風(fēng)）。當(dāng)然，由于水流過小，南北半球的馬桶卻并不一定會沖出相反方向的漩渦。對于跨度范圍大的洲際導(dǎo)彈和飛機而言，地轉(zhuǎn)偏向力也是規(guī)劃航線時必須要考慮的因素。

對于采用順時針或逆時針的單個旋轉(zhuǎn)風(fēng)力發(fā)電機而言，上游的風(fēng)并不會使其發(fā)電功率產(chǎn)生差異。但一個風(fēng)場通常有數(shù)十臺風(fēng)力發(fā)電機，當(dāng)后排的機組位于前方機組的尾流中時，其發(fā)電效率則被大打折扣。

產(chǎn)生這種情況的原因比較復(fù)雜，大型風(fēng)力發(fā)電機處在大氣邊界層內(nèi)，由于風(fēng)剪切的作用，海拔高度方向上的風(fēng)速存在差異，而風(fēng)力機旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的攪拌將上層和下層大氣進行混合，進而產(chǎn)生一個不均勻的尾流區(qū)域。科學(xué)家通過數(shù)值模擬方法發(fā)現(xiàn)，在尾流向下游擴散過程中，地轉(zhuǎn)偏向力的差異會導(dǎo)致尾流產(chǎn)生兩種截然不同的變化，顯著改變大氣的流動特征，使得下游的風(fēng)力發(fā)電機造成影響。南半球的風(fēng)力發(fā)電機采用順時針旋轉(zhuǎn)，則會比逆時針發(fā)出的電量高出11.5%，同樣的道理，北半球逆時針旋轉(zhuǎn)的風(fēng)力機可以發(fā)出更多的電。

寫在最后

為保證產(chǎn)品遵循一致性，相關(guān)的國際標準指出，風(fēng)力機需要遵循順時針旋轉(zhuǎn)的規(guī)則，各個傳動部件，例如齒輪箱等也都是基于此進行設(shè)計。因此，為了提升發(fā)電量而去違背順時針的規(guī)則，需要面臨重重阻力。而在不遠的將來，北半球的風(fēng)力機為了發(fā)出更多的電，也許會逐步采用逆時針旋轉(zhuǎn)，我們普通民眾隨之也要去適應(yīng)這種視覺變化。

原文標題：不為人知的秘密，風(fēng)力發(fā)電機為什么順時針旋轉(zhuǎn)？

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