收集風能看起來是一個很直接、簡單的過程：風吹過渦輪機葉片，推動它旋轉；隨后，渦輪機帶動發電機發電。但現實中，事情并非如此簡單。風力發電機必須安裝在風力較強的地區，但如果安裝角度不合適，未能對準風力最強的方向，發電機就有可能會被損壞，甚至徹底報銷。因此，調整渦輪機的角度，讓葉片在采集最強風力的同時不被破壞，是渦輪機管理的一個普通卻很重要的環節。日前，丹麥科技大學Risoe國家可再生能源實驗室的米克爾森教授與他的同事正在開發一項技術，讓發電機能夠迎風檢測到風的來向，并適當調整葉片的位置，從而使渦輪機的角度調適過程能更輕易完成。

　　該新方法的基礎是一項名為“激光探索及測距系統”（Lidar）的技術。Lidar的原理與雷達相似，不過雷達發射無線電波，而Lidar則依賴電磁波。Lidar發射電磁波后，電磁波遇到障礙物會彈回，通過分析彈回的電磁波，Lidar便能確認前方障礙物的性質。研究人員介紹，無線電波波長較長，只有在遇到體積較大的障礙物時才能反彈。而電磁波波長更短，能被更小的物體彈回，更為敏感。關鍵的是，Lidar電磁波能被自然界中的微小顆粒，如水滴、灰塵、花粉等反射，而這些小顆粒一般都隨風漂流，能精確反應風力強度、風向等信息。

　　米克爾森指出，使用Lidar能對來風進行檢測，在它到達渦輪機之前知道它的關鍵信息。試驗中，研究人員將Lidar設備置于一座高120米的風力渦輪機的底座。結果證明，Lidar通過釋放波長為1.55微米的紅外線，檢測到了來風信息。反射回來的光波粒子則由專門裝置接收，該裝置對光十分敏感，能夠感應到單個光子的能量。Lidar測量到的4組風力數據距渦輪機100至200米，分別離地面40米、60米、80米、100米。隨后，這4組數據與杯形風力計收集到的數據進行了對比分析，以便對Lidar進行校準。杯形風力計在風到達后才能收集數據，因此較精確。完成校準后，對Lidar數據進行分析的計算機將與調整渦輪機葉片角度的發動機相連，實現能量捕捉的最大化。

　　該研究團隊發現，他們雖獲得了離地面所有高度風的精確數據，但同時也意識到，將測量儀安裝在地面上遠不能使測量最理想化，因為安裝在地面的Lidar所發射的電磁波會形成一個以地表發射器為中心的圓錐體。通過研究圓錐體，研究人員能得到距渦輪機200米以外的風速信息，但當風離渦輪機不足200米時，便不再能捕捉風力變化的情況。因此，研究人員提出，Lidar系統應當安裝于渦輪機的中部，即距地面60米的高空。

　　但如果要將Lidar安裝在渦輪機中部，便會遇到兩個問題。首先，渦輪機旋轉時會產生離心力，使光的運行軌跡偏離直線。為了克服這一困難，研究人員將Lidar裝置重新“定位”的同時安裝了新光導纖維系統，使用鏡面指引紅外線的方向。完成改裝后，渦輪機中部就像一個滾筒烘衣機，光通過電纜傳播的，便不會再偏離直線了。

　　其次，發電機的電流有可能對該裝置造成干擾。Lidar系統中的探測器十分敏感，特別容易被其他電流欺騙。為解決這一問題，研究人員將Lidar包裹在可屏蔽電流的物質內，并將過剩電流導向了地面。

　　經過這些改造以后，風力渦輪機的效率能提高5%，一個功率為4萬千瓦的渦輪機每年就能因此節省3.8萬美元。此外，渦輪機葉片和發電機的使用壽命將變長，也能省下一大筆開支。