据 美国清洁能源公司称，全美有近 7 万台风力涡轮机提供清洁、可靠的电力。风力发电总容量接近 140 吉瓦，是美国*四大发电来源，风力发电量足以满足 4300 万美国家庭的用电需求。
建造风力涡轮机发电场需要时间和资源。公用事业公司需要*大限度地利用这些投资，并确保安装的风力发电场在长期使用寿命期间安全、可持续地发电，同时尽可能多地发电。在当地法规允许的情况下，建造更高的涡轮机有助于应对这*挑战。更高的风力涡轮机可以飞到更高的天空，由于各种大气条件，那里的风速往往更快。风速越快，产生的能量就越多。
在设计越来越高的风力涡轮机时，工程师的*个重要考虑因素是尽可能减小风力涡轮机机舱内设备的尺寸——机舱是位于塔顶的风力涡轮机主体，用于安装发电组件，包括转换器和变压器。减小机舱内设备的尺寸还可以减少原材料的使用、驱动成本并节约环境。机舱内空间越大，风力涡轮机技术人员在机舱内和周围工作时的工作条件就越安全。
减小机舱内装置尺寸的*种方法是将所有必要的电气元件紧密地安装在*起。但为了使元件安装得更紧凑，它们之间的连接需要设计成能够适应紧密的弯曲半径，而不会影响安全性或导电性。
用柔性母线等替代电气连接解决方??案替换电缆可能是*个不错的开始。铜柔性母线可以提供较大的弯曲半径和较高的导电性。这使得使用传统电缆无法安全构建的设计成为可能。*些柔性母线设计还可以承载更多的电流，同时使用比传统电缆更少的铜材料，从而通过减少材料使用来节省成本并提**率。通常，这些母线在生产过程中是定制的，从而可以更快、更安全地进行构建和维护，而无需在施工现场切割电缆。
考虑柔性母线具有低烟、无卤、阻燃和高温*缘等功能也很重要。当电力通过风力涡轮机时，这可以保证人员和电气设备的安全。
风力涡轮机的维修必须能够在合理的时间内安全有效地完成，因此涡轮机安装中的电气连接必须安全可靠。多风环境中的高层金属结构也容易遭受雷击，因此工程师需要确保涡轮机受到保护。平均雷击电流为 30,000 安培，足以严重损坏涡轮机运行，并给能源客户带来昂贵的维修、停机和断电。
设计风力涡轮机的防雷系统可能具有挑战性，但有效的系统肯定能够减轻风暴和恶劣天气带来的大多数威胁。工程师可以利用风力涡轮机叶片上的专用接收器来捕获和接地雷击。由于风力涡轮机是*种特殊的结构，因此在设计中将尽可能使用防雷设计软件来创建适合风力涡轮机结构独特需求的防雷系统。
此外，防雷系统需要与良好、安全、可靠的接地和连接系统相辅相成，因此工程师需要确保使用高质量的接地棒和引下线。在恶劣环境下支撑涡轮机的巨大重量是*项挑战，需要为基础采用*优质、*有效的材料和工程专业知识。这要求工程师密切关注构成风力涡轮机底座和塔架的结构的设计和材料——包括钢筋、耦合器和混凝土的选择。
设计**的风力涡轮机并保护它们免受环境威胁并不容易，但这至关重要。随着**越来越多地转向可再生能源，风能公司正在做出推动发电和可再生能源关键创新的选择。对于风能发电，这些公司需要能够为设备增加长期可靠性、安全性和关键保护的解决方案。