垂直轴风力机的实度
H型垂直轴风力机气动设计参数分析(多流管)
Ana lysis on design param eter of H2type vertica l ax is w ind turb ine
WAN G Z i2yun1, 2 , ZHON G X ing2can1 , YU Yu1
(1. China Railway Eryuan Engineering Group Co. , L td, Chengdu 610031, China; 2. Southwest J iaotong University, Chengdu 610031, China)
2009年 ,第 6期 - νϖ -
新能源及工艺
根据动量定律有 :
Cthrust = 4a ( 1 - a )
(2)
式中 : a为速度诱导因子 。
由 ( 1) 式和 ( 2) 式通过迭代计算 , 可得速度
诱导因子 a,其中 Ct , Cn 计算根据特定翼型空气动
力学特性确定 。然后根据下式确定功率系数 :
0 引 言
近年来国 内 外 开 始 重 视 对 达 里 厄 型 (Dar2 rieus)垂直风力机的研究 ,达里厄风力机的特点是 不需要对风装置 ,传动和载荷部件可安装在地面 , 因此可更方便地配合各种类型的载荷 ,如发电机 、 水泵 、热泵和搅拌设备等 。文献 [ 1 ]对 H 型垂直 轴风力机叶尖速比进行了分析 ,重点讨论了攻角 的变化规律 ,文献 [ 2 ]对 Φ 型达里厄风力机气动 设计参数进行了分析 ,提出优化方案 ,本文采用多 流管模型结合部分经验公式 ,就目前国内普遍关 注的 H 型垂直轴风力机气动设计参数进行分析 , 为其优化设计提供参考 。
∑m
UR
2
Ct
Cp
= N c·λ· i =1
水平轴风力机和垂直轴风力机的特点
水平轴风力机和垂直轴风力机的特点风力机，这个听起来像来自外太空的高科技玩意儿，其实就藏在咱们的后院里。
今天咱们就来聊聊两种风力机——水平轴风力机和垂直轴风力机，它们各有各的招儿，让咱们看看谁才是真正的“风中之霸”。
咱们得说说水平轴风力机。
这家伙啊，就像个大风扇，转起来呼呼作响，风力可足了。
它的好处就是结构简单，维护起来也不费劲，而且还能轻松地安装在各种地形上，无论是沙滩、田野还是山岗，都能派上用场。
不过呢，它的风能转换效率可能没垂直轴风力机那么高，但胜在稳当可靠，特别适合那些喜欢稳稳当当过日子的人。
再来说说垂直轴风力机。
这货长得跟个小火箭似的，直直地插在地里，像个骄傲的小公举。
别看它长得高冷，其实心地善良，风一吹就能转动起来，把风能变成电能，真是个聪明伶俐的小机灵鬼。
不过呢，这家伙有点娇气，对风向和角度要求比较高，要是遇到逆风或者风向不对，可能就得歇菜一阵子了。
好了好了，别光顾着比划了，咱们来点实际的。
想象一下，你站在海边，迎着海风，水平轴风力机呼呼作响，那风儿就像是调皮的小孩，一会儿往东跑，一会儿又往西窜。
而垂直轴风力机，就像是你的忠实伙伴，稳稳地站在那里，不管风吹雨打，都坚守在你的身边。
你说哪个更懂你？当然了，选风力机这事儿还得看个人口味。
有的人喜欢那种稳重可靠的水平轴风力机，觉得它就像个老实人，虽然不咋会撒娇，但绝对是个靠谱的主儿。
还有的人喜欢那种高冷又聪明的垂直轴风力机，觉得它就像个时尚达人，虽然有时候会有点小脾气，但总能给你惊喜。
说到底，选风力机这事儿，关键得看你喜欢哪种风格。
如果你是个追求稳定、喜欢踏实过日子的人，水平轴风力机绝对是个好选择；如果你是个追求个性、喜欢新鲜刺激的人，垂直轴风力机或许能给你带来不一样的体验。
别忘了给咱们这些小小的风力机也留点掌声。
它们可是大自然的宝贝，帮我们节约能源，减少污染，让我们的生活更加绿色健康。
所以嘛，下次看到风力机时，不妨多给它点掌声，让它知道我们也爱它！。
垂直轴式风力机课件
在CT1 = 3CT2的特殊情形下：
uopt
8 52/6
6
当CT2 = 0时
uopt / 3
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• 阻力差型风力机的还有S型风轮，它是由芬兰工程 师西吉尔特·萨冯尼斯（Sigurt Savonius）于1924年 发明的。
a）
b）
图3-20 S型风轮
图3-21 S型风轮叶型的几何特性
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我们取315度时的情况分析一下有阻力的情况，图 中黑色的矢量D为叶片受到的阻力，棕色的矢量F 是升力L与阻力D的合成力，该力在叶片前进方向 的分力M才是实际的转矩力，显然此时的转矩力明 显小于理想状况。
而且在180度 与270度附近 的角度内， 升力与阻力 的合成力产 生的是反向 转矩力
4 27
CT
若平板叶片的阻力系数CT =1.3，则它可能达 到的最大功率系数CP,max=5.2/27，与一般水平 轴风力机叶片的功率系数相比，明显偏低 。
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7
阻力型风力机叶片阻力 实际上是不断变化的， 它并不总处于最佳值。 旋转中叶片平面相对于 风速有个与旋转角度有 关的投影面，角度为 0º～90º时，投影面积由 0增加到叶片面积F，做 功阻力也由0增为最大； 其后，做功阻力下降， 至180º时阻力降为0；
风轮的扫掠面积S
Sh(2de)hD
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• S型风轮主要由中心轴线相互错开的两个半圆 柱形叶片组成（见图3-20）。顺风而动的凹面叶 片与凸面迎风的叶片间形成做功气流的通道，在 两叶片的引导下，气流发生转折，转折气流对凸 面迎风的叶片产生了与风向相反对作用力，从而 减少了该逆风叶片消耗的功。
图3-16 屏障式平板叶片风力机
实度对直叶片垂直轴风力机风轮气动性能的影响分析
实度对直叶片垂直轴风力机风轮气动性能的影响分析张立勋;梁迎彬;李二肖;尉越啸;杨勇;郭健【期刊名称】《农业机械学报》【年(卷),期】2013(44)5【摘要】实度是直叶片垂直轴风力机设计的关键参数,对风力机气动性能起主导作用.分析并建立了垂直轴风力机局部流场下的力学模型,研究实度与气动性能的关系；对风力机进行了数值模拟,分析了叶片的动态力学特性,并重点研究风轮半径、弦长及叶片数量对风能利用率的影响；进行了样机实验验证了数值模拟的精度与可靠性.研究发现:实度增加,风力机在低尖速比下的启动特性得到改善,但产生高风能利用率的有效尖速比范围变小；样机实度为0.628时,2叶片和4叶片风轮的输出功率相当,但4叶片风轮的输出功率比2叶片风轮更稳定；实度参数对风能利用率贡献不同,弦长变化可提高风能利用率的峰值,而叶片数量的增加会降低风能利用率的峰值.【总页数】7页(P169-174,168)【作者】张立勋;梁迎彬;李二肖;尉越啸;杨勇;郭健【作者单位】哈尔滨工程大学机电工程学院,哈尔滨150001;哈尔滨工程大学机电工程学院,哈尔滨150001;哈尔滨工程大学机电工程学院,哈尔滨150001;哈尔滨工程大学机电工程学院,哈尔滨150001;哈尔滨工程大学机电工程学院,哈尔滨150001;哈尔滨瑞哈科技发展有限公司,哈尔滨150001;哈尔滨工程大学机电工程学院,哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】TK89【相关文献】1.双致动盘多流管修正模型在直叶片垂直轴风力机气动计算中的应用 [J], 韩毅;淡勇;J.Sitaraman;卢泽行2.风速对垂直轴风力机风轮气动性能的影响 [J], 金雪红;梁武科;李常3.叶片最大厚度前部修型的垂直轴风力机气动性能 [J], 王建明;潭永志;祝魁;申振华4.基于遗传算法的直叶片垂直轴风力机风轮优化设计 [J], 巫发明;王立鹏;杨从新;成小伟5.基于滑移网格的双风轮垂直轴风力机气动性能研究 [J], 刘汉代;张飘;魏兆铭;白捧月;张克义;万文峰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
垂直轴风力发电机组的设计与性能研究
垂直轴风力发电机组的设计与性能研究随着科技的不断发展和环保意识的提高，可再生能源逐渐受到人们的青睐。
风力发电机作为空气能转化成电能的重要装置之一，也在不断的研究和发展。
垂直轴风力发电机组在这个领域扮演着异军突起的角色，其独特的结构和性能优势吸引了国内外众多专家的目光。
一. 垂直轴风力发电机组的设计垂直轴风力发电机组是指风力发电设备中转子轴线竖直，叶片旋转面垂直于地面。
相对于传统的水平轴风力发电机，垂直轴风力发电机拥有更为广阔的应用领域。
其特点主要表现在以下几个方面：1.适应性强垂直轴风力发电机组可以被用于各种地形、各种气候条件下的风能资源利用，产生的振动和噪声较小，适合于城市和农村领域中的小型风电场。
2.高效性能垂直轴风力发电机组因为其结构上的特殊性，使得其在低风速条件下依然能够产生电能，相对于其他风力发电机而言，它的发电效率更高、更稳定。
3.运转安全垂直轴风力发电机组的机组不受方向和大小限制，转矩、重心、惯性力的平衡性也很好，可以在运转条件下减小结构疲劳损伤，从而提高设备的可靠性和使用寿命。
垂直轴风力发电机组的设计包含多个方面，其中重点考虑齿轮减速器、磨损与摩擦、自动转向等问题。
同时，风机的轴承材料、测量模型、风场起伏、大气压力等因素都将直接或间接影响垂轴风机的效率和性能。
二. 垂直轴风力发电机组的性能研究为了更好地发挥垂直轴风力发电机组的性能优势，优化其运行效率，研究者们也对其性能进行了深入探究，主要包括以下研究方向：1. 研究风机的动态特性风机在运行时，会出现转速的波动、能量的损失以及噪声的产生等问题，因此需要研究风机的动态特性。
刘维庆教授团队。
研究了垂直轴风力发电机的动态仿真模型，通过数理模型和实验对其动态特性进行了评估和分析，为进一步优化风机的控制提供了基础。
2. 研究风机的叶片设计近年来，研究者们也在着力改进机组的叶片设计。
研究表明，对于垂直轴风力发电机，叶片的设计对于功率密度和发电效率有着重要影响。
5kw垂直轴风力发电机参数
5kw垂直轴风力发电机参数
5KW垂直轴风力发电机。
这玩意儿，5KW的垂直轴风力发电机，风力利用得特别高效，
哪怕风小得跟蚊子叫似的，它也能开始发电。
别看它个头不大，风轮直径才3.4米，高度5.4米，但占地面
积小，放哪儿都行，家庭、农场、公司都能用。
而且它的叶片是
FRP玻璃钢的，坚韧又耐用。
发电机部分呢，是那种三相永磁直驱同步的，效率超高，声音
还小，基本上不用怎么维护。
风速达到7米/秒时，一年能发
11200KWh的电呢！还有自动电磁机械刹车和卸荷保护限速，安全得很。
另外啊，这发电机噪音才40分贝，你在旁边说话都不会被打扰。
还有孤岛保护、防雷保护什么的，安全方面考虑得特别周到。
总的来说，这5KW垂直轴风力发电机真的是个好东西，不仅给
你提供稳定的电力，还环保，帮你省钱。
用了它，你就能减少对传统能源的依赖，实现可持续发展，一举多得啊！。
垂直轴风力发电机特点
垂直轴风力发电机特点
垂直轴风力发电机的主要特点包括：
无盲区发电：垂直轴风力发电机可以实现360度无盲区发电，这意味着无论风向如何，都可以利用风能发电。
结构相对简单：垂直轴风力发电机的结构相对简单，这使得它们更容易维护和维修。
适合城市地区安装：由于它们的体积相对较小，垂直轴风力发电机更适合在城市地区进行安装。
高安全性和环保：由于转速较低，垂直轴风力发电机在运行过程中不易对鸟类造成伤害，且不需要油润滑，因此不会产生油泄漏，也不会污染草地或湿地。
抗风能力强：垂直轴风力发电机能够在短时间内抵抗高达50米/秒的超强台风，这在一定程度上超过了水平轴风力发电机的抗风能力。
运行半径小：较小的运行半径意味着在风电场施工中可以节约用地。
高效发电：垂直轴风力发电机的效率相对较高，尽管通常比水平轴风力发电机低约10%，但在某些条件下，如风速在5～9米/秒范围内，其输出电量可能高于其他同类发电机。
然而，垂直轴风力发电机也有一些缺点：
效率相对较低：垂直轴风力发电机的效率通常低于水平轴风力发电机。
动力转矩较大：这种设计可能导致发电时产生较大的噪音。
低风速地区的发电困难：在低风速地区，垂直轴风力发电机的发电可能会比较困难。
难以控制失速：垂直轴风力发电机可能在某些情况下难以保持稳定的转速，这可能会导致失速问题。
加工工艺不成熟：虽然技术正在进步，但目前垂直轴风力发电机的加工工艺可能还不够成熟。
具有大实度直线翼垂直轴风力机气动特性数值模拟
具有大实度直线翼垂直轴风力机气动特性数值模拟
李岩;佟国强;曲春明;冯放
【期刊名称】《排灌机械工程学报》
【年(卷),期】2022(40)7
【摘要】针对实度对直线翼垂直轴风力机气动特性的影响,以采用NACA0018翼型小型直线翼的垂直轴风力机为对象,选取了0.30和0.35共2种较大的实度,每种实度下的叶片数分别为3,4,5.利用数值模拟的方法研究不同条件下直线翼垂直轴风力机的静态启动特性和动态功率特性.结果表明:在大实度情况下,叶片数对风力机气动特性的影响较大.在相同实度时,叶片数的增加能够降低各个方位角下静态力矩系数的波动,并对反向力矩有所改善,但会使最大力矩系数降低;在旋转状态下,叶片数的增加会减小最佳尖速比前的功率系数上升速度并降低功率系数,且最佳尖速比后的功率系数降低速度也减小.当叶片数相同时,具有0.35实度的风力机静态平均力矩系数大,且多数方位角下的力矩系数大于实度为0.30的风力机;在风力机旋转状态下,实度为0.30的风力机最大功率系数大于实度为0.35的风力机.
【总页数】6页(P701-706)
【作者】李岩;佟国强;曲春明;冯放
【作者单位】东北农业大学工程学院;东北农业大学寒地农业可再生资源利用技术与装备黑龙江省重点实验室;东北农业大学文理学院
【正文语种】中文
【中图分类】S277.9
【相关文献】
1.叶片后加小翼垂直轴风力机气动特性数值模拟
2.直线翼垂直轴风力机气动特性研究综述
3.偏心风轮结构对垂直轴风力机气动特性影响数值模拟
4.直线翼垂直轴风力机静态流场数值模拟与可视化试验
5.国家自然科学基金青年科学基金项目《结冰对直线翼垂直轴风力机空气动力特性影响的研究》通过验收
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4.2垂直轴风力发电机原理
风力发电原理
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主编及制作：刘赟第四章ຫໍສະໝຸດ 垂直轴风力发电机组风力发电原理
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主编及制作：刘赟
第四章 垂直轴风力发电机组
风力发电原理
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主编及制作：刘赟
第四章 垂直轴风力发电机组
风力发电原理
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主编及制作：刘赟
风力发电原理
1
1
主编及制作：刘赟
第四章 垂直轴风力发电机组
4.2 升力型垂直轴风力机 主要指法国的科学家达里厄发明的达里厄式风轮。风轮 由固定的数枚叶片组成，绕垂直轴旋转。
达里厄风力发电机组可分为直叶片和弯叶片两种，叶片
的翼形剖面多为对称翼形，其中以H型和Φ型风力机组最为
典型。
风力发电原理
2
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主编及制作：刘赟
达里厄风力机的自启动
叶片摆动
风力发电原理
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主编及制作：刘赟
第四章 垂直轴风力发电机组
达里厄风力机的自启动
叶片摆动
风力发电原理
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主编及制作：刘赟
第四章 垂直轴风力发电机组
升力型垂直轴风力机的调速
风力发电原理
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主编及制作：刘赟
第四章 垂直轴风力发电机组
垂直轴风力发电机组同水平轴机组一样，也主要由风力机、 齿轮箱、发电机等组成。
第四章 垂直轴风力发电机组
达里厄风力机的自启动
叶片摆动
风力发电原理
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主编及制作：刘赟
第四章 垂直轴风力发电机组
风力发电原理
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主编及制作：刘赟
第四章 垂直轴风力发电机组
垂直轴风力发电机
垂直轴风力发电机在风向改变的时候无需对风，在这点上相对于水平轴风力发电机是一大优势，它不仅使结构设计简化，而且也减少了风轮对风时的陀螺力。
垂直轴风力发电机（vertical axis wind turbine VAWT）从分类来说，主要分为阻力型和升力型。
阻力型垂直轴风力发电机主要是利用空气流过叶片产生的阻力作为驱动力的，而升力型则是利用空气流过叶片产生的升力作为驱动力的。
由于叶片在旋转过程中，随着转速的增加阻力急剧减小，而升力反而会增大，所以升力型的垂直轴风力发电机的效率要比阻力型的高很多。
1.阻力型风力发电机的工作原理阻力型垂直轴风力发电机风轮的转轴周围，有一对或者若干个凹凸曲面的叶片，当它们处于不同方位时，相对于它的来风方向所受的推力F是不同的。
风力作用于上述物体上的空气动力差别也很大。
作用力F可表示为：F=1/2?ρ?S·V??C其中ρ——空气密度，一般取1.25（kg/m?）S——风轮迎风面积V——来流风速C——空气动力系数以半球为例，当风吹到半球凹面一侧，c值为1.33，当风吹到半球凸面一侧时，c值为0.34。
对于柱面，当风吹向凹面和凸面时，系数c分别为2.3和1.2。
由于组成风轮的叶片不对称性和空气阻力的差异，风对风轮的作用就形成了绕转轴的驱动力偶，整个风轮随即转动。
2.升力型垂直轴风力发电机原理在下面图中列举了从0度到315度八个位置的叶片，风从左边进入，浅蓝色的矢量v是风速、绿色的矢量u是叶片圆周运动的线速度反向（即无风时叶片感受到的气流速度）、蓝色的矢量w是叶片感受到的合成气流速度（即相对风速）、紫色的矢量L是叶片受到的升力。
我们分析一下叶片在这八个角度的受力情况，在90度与270度的位置，相对风速不产生升力，在其它六个位置上叶片受到的升力均能在运动方向产生转矩力，这也是达里厄风力机能在风力下旋转的道理。
实际上情况要复杂得多，前面分析图是理想状态，是在理想的叶尖速比与没有叶片的阻力时的状态。
垂直轴风力机技术讲座五垂直轴风力机设计与实验
第２７卷第５期２００９年１０月可再生能骤ＲｅｎｅｗａｂｌｅＥｎｅｒｇｙＲｅｓｏｕｒｃｅｓＶ０１．２７Ｎｏ．５Ｏｃｔ．２００９ｌ垂直轴风力机设计风力发电机组的设计要综合考虑用户的要求、安装地点的风况条件和现有技术水平等因素，力争达到最佳性价比。
风力发电机组设计包括总体设计和分项设计。
在总体设计阶段要进行全面地分析，确定风力发电机组的初步技术方案，主要包括：整机的气动布局设计、动力学设计、总体布局设计、总体结构设计、可靠性与安全设计、各零部件与系统的方案选择等。
垂直轴风力机与水平轴风力机的总体设计原则与方法是基本一致的，在此不做过多介绍。
分项设计主要是对风力发电机组的各组成部分和零、部件等进行设计。
阻力型垂直轴风力机的组成相对简单，因此本讲主要介绍以达里厄风力机和直线翼垂直轴风力机为代表的升力型垂直轴风力机主要组成部分的设计。
垂直轴风力机主要设计参数如下：风轮与叶片；中央支柱与水平支架；拉索；发电机与制动器；传动系统；控制与安全系统。
风力机设计必须依据标准进行。
水平轴风力机相关标准比较完备，国际上主要有ＩＥＣ标准和德国ＧＬ认证标准，要想使产品打入国际市场，必须要通过严格的认证检验。
我国也制定了一系列风力机的相关标准，包括等同采用［ＥＣ标准和自行制定的各级标准。
但目前专门针对垂直轴风力机的标准较少。
１．１风轮设计垂直轴风力机与水平轴风力机的最大区别是风轮形式的不同。
风轮设计参数主要包括风轮扫掠面积、实度和高径比等。
１．１．１扫掠面积风力机的输出功率Ｐ与风力机效率ｃＤ、风轮扫掠面积Ａ和风速Ｕ的三次方成正比。
因此在一定风速下。
要获得更大的功率，需要增加风力机的风轮扫掠面积。
Ｐ＝÷Ｃ＿ｏＡｌｆｚ（１）由于迭里厄风力机叶片为曲线型。
且曲线形式多样，所以叶片旋转所形成的精确风轮扫掠面积需用积分求得。
长期以来，对于不同容量级别的达里厄风力机最佳扫掠面积的研究从未停止过，但研究结果却不尽相同。
２０世纪７０年代。
垂直轴式风力机
精品课件
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图3-24 360º范围内达里厄风轮单个 叶片力矩系数的变化
图3-25 转动360º内三叶片达里厄 风轮力矩系数的变化
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感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络， 如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！
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3.升力型垂直轴风力机
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达里厄风轮叶片翼型的气流速度与动力特性
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• 对叶片翼型处于不同位置时其速度三角形的分析 表明：在360º圆周的绝大部分区域，叶片所受的 空气动力都将产生一个驱动转矩；只有分别在90º 和270º附近时叶素翼型的对称面与风向平行或接
近平行，气流相对速度很小，而阻力与升力的比 值大，此时转矩接近于零，甚至成为刹车转矩。
精品课件
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1. 阻力型风力机
• υ1 —来流风速 • T —阻力 • F —阻力平板面积 • υ‘ —阻力平板运动速度
• CT —阻力系数
平板吸收功率为
图3-14 平板叶片的受力状况
P = T υ'
精品课件
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当υ' = 0，气流对平板不做功；υ' = υ1，平板
的运行速度与风速相同，平板对气流没有阻 力，风依然没有做功。所以，在υ' / υ1= 0～1 之间，必定有一确定的υ'，使平板获得功率 最大。
• 设叶片中心在风速中运动的线速度为u
• 则顺风驱动阻力为：
T1 12CT1F(u)2
逆风驱动阻力为：
T2 12CT2F(u)2
CT1、CT2分别为杯形叶片顺风凹面、逆风凸面的阻
垂直轴风力发电机的性能分析与优化设计
垂直轴风力发电机的性能分析与优化设计近年来，由于能源危机的威胁和对环境保护意识的增强，可再生能源的研究和利用引起了广泛关注。
而其中，风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，其开发利用的研究也日益受到重视。
而在众多风力发电机中，垂直轴风力发电机由于其结构独特性能优越而备受瞩目。
本文将对垂直轴风力发电机的性能分析与优化设计进行探讨。
首先，垂直轴风力发电机的性能分析是对其发电效率、功率输出等关键性能参数进行考察与评估。
在分析性能时，需要研究气流在叶轮上的流动特性、转动力矩等因素。
例如，气流进入垂直轴风力发电机后，通过叶轮的流动形成旋涡，而这种旋涡流动将产生一个转动力矩，推动风力发电机进行转动并生成电能。
因此，需要对叶轮的设计和形状进行优化，以提高转动力矩和效率。
其次，优化设计是针对垂直轴风力发电机存在的问题和不足，通过改进设计方案和结构等方式来提高其性能和效率。
例如，垂直轴风力发电机在垂直轴方向上具有较强的适应性，可以根据风向的改变自动调整转向，提高风能的利用率。
然而，在传统垂直轴风力发电机中，由于叶轮的设计不合理，使得发电机的功率输出不稳定。
因此，优化设计可以针对叶轮的形状、材料以及叶片的布置方式等进行调整，以提高发电机的功率输出和工作稳定性。
此外，垂直轴风力发电机的性能也受到环境因素的影响，并且在不同的环境条件下性能表现可能会有所不同。
因此，在性能分析和优化设计中，需要考虑风速、温度、湿度等因素对垂直轴风力发电机性能的影响，并且进行相应的修正和调整。
例如，根据不同地区的风速特点，可以选择不同材料和设计方案，以适应不同的风能资源，从而提高发电机的发电能力和利用效率。
此外，垂直轴风力发电机作为一种新兴的可再生能源装置，其还存在一些待解决的问题和挑战。
首先，垂直轴风力发电机在低风速条件下的发电效率相对较低，因此需要在设计中加入启动装置或增大发电机面积以提高其启动能力。
其次，垂直轴风力发电机在一些特殊环境下，如恶劣天气条件下，容易受到损坏，因此需要加强设计的结构强度和稳定性。
垂直轴风力发电机技术参数
垂直轴风力发电机技术参数
链接：/tech/14571.html
垂直轴风力发电机技术参数
垂直轴风力发电机，是一种将风能转变为机械能，再转变为电能的机电设备，利用风力发电，向蓄电池充电蓄存电能，还可以把蓄存的电能转变为 220V/50Z 的交流输出，风力发电不需燃料，无污染、无噪音。
它普遍适用于风能条件好，远离电网，或电网不正常的地区，供给照明、电视机、探照灯、船舶、放像、通讯设备和电动工具用电。
主要技术参数：
1 、机器型式： 垂直轴
2 、额定功率（W）：
200 300 600 1000 2000 3000 5000 10k
3 、工作电压（v)：12 2
4 48
4 、配蓄电池(V)： 24 48
5 、起动风速： 2.5米/秒
6 、工作范围： 2.5~ 30米/秒
7.抗风：40m/s
原文地址：/tech/14571.html
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垂直轴风力发电原理介绍演示文稿
第七章 垂直轴风力发电机组
§7.5 垂直轴风力机实例
左图给出了加拿大 Domining制铝公司(DAF） 建造的商用双叶片打蛋器形 垂直轴风力机，风力赤道直 径为6.0m，风力最大输出功 率为6.1kW,在8m/s风速下 为2.58kW。主要由叶片、主 轴、增速器、联轴器、制动 器、发电机、塔架、拉索和 控制盘等组成。
C F nC L co n C D sin C F t C L co n C D sin
可求得诱导系数a为：
a n 8( 1 l b 1 C F) X 0 2 V R 2 ( C F c no C F s st i) d n
第七章 垂直轴风力发电机组
§7.2 升力型风轮输出功率计算
第七章 垂直轴风力发电机组
§7.1垂直轴风力机的类型
与平板式垂直轴风力机类似，当 最大值。通过计算求得，当
dCP d(v / v1)
0
时，CP取
v2 (C T 1 C T 2)4 (C T 1 C T 2) 3 (C T 1 C T 2)
v1
3 (C T 1 C T 2)
可取得最大风能利用系数。
第七章 垂直轴风力发电机组
第七章 垂直轴风力发电机组
§7.1垂直轴风力机的类型
1.1 阻力差型垂直轴风力机 定义：利用叶片在顺风和逆风时受风面形状不同而产生 不同的阻力系数，来驱动风轮旋转的风力机。
设叶片叶尖的线速度为V，风速为V1， 叶片表面积为A，则风作用于叶片凹
形面的阻力为：
T112CT1A(v1v)2 逆风阻力：T2 12CT2A(v1v)2
式中：CT1、CT2为凹面和凸面的阻力系数
第七章 垂直轴风力发电机组
§7.1垂直轴风力机的类型
垂直轴风力机概述
环境 带来 了 双重 的压 力 。在 遵 循 可 持 续 发 展 的 条 件 下 ，
开 发 和 利 用 新 能 源 已成 为 国 际 社 会 共 同 关 注 的 问 题 。
风能 具 有 储 存 量 大 、 无污染 、 可再生 、 易 于 转 化 等 优 点 而 备 受 重视 。 因 此 ， 风 力 发 电 迅 速 成 为 各 国 的 重 点 研 究
为 １ Ｏ Ｏ Ｗ／ ｍ ， 为 可 再 生 能 源 和 新 能 源 利 用 技 术 提 供 了
强 有 力 的资 源保 证 。
２ 垂 直轴 风 力 机 的发 展
垂 直 轴 风 车 很 早 就 被 应 用 于 人 类 的 生 活 领 域 。 在 几 千 年 以前 ， 垂直轴 风车就 被人们用 于提 水。但是 ， 垂
２ Ｏ １ ４ 年８ 月
绿 色科 技 Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｇ ｒ ｅ ｅ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
第 ８ 期
垂直轴风力机概述
蔚 蕾， 陈 永艳， 田瑞， 李洋
（ 内蒙古工业 大 学 能 源与动 力 工程 学院 ， 内蒙 古 呼和浩 特 ０ １ ０ ０ ５ １ ）
可靠 性 ， 系统 工 程 等方 面 ＿ ３ ］ 。 进入 ２ １世 纪 以来 ， 垂 直 轴 风 力 机 在 中小 型 风 力 机
我 国是 一 个 风 力 资 源 丰 富 的 国家 ， 全 国约 有 ２ ／ ３的
地 带 为多 风 带 ， 风能 总储 量为 ３ ２ ． ２ ６亿 ｋ Ｗ， 其 中实 际 可 开 发 的风 能 资 源 为 ２ ． ５ ３亿 ｋ ｗ， 全 国 平 均 风 能 密 度
升力型垂直轴风力机叶片一般具有固定的安装角此时风力机结构相对简单但难以轴风力机模型通过风洞试验测试了此风力机在不同风实现气动超速控制为了扩大风速利用范围达到超速速下自启动性能与叶片迎风角度的关系并利用烟线法控制的目的绝大部分小型升力型垂直轴风力机都通过对风力机的静态流场进行了可视化试验获得了叶片在采用卸载电阻或短路方式进行超速控制但大量风洞实不同迎风角度下风力机周围流场的流迹线图为垂直轴验表明利用卸载电阻和短路方式仅适合应用于风速变风力机的空气动力学研究提供了可靠的方法
垂直式多叶片万向风力发电机参数
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3力机技术讲座(三)升力型垂直轴风力机
第２７卷第３期２００９年６月可再生能源ＲｅｎｅｗａｂｌｅＥｎｅｒｇｙＲｅｓｏｕｒｃｅｓＶ０１．２７Ｎｏ．３Ｊｕｎ．２００９ｌ升力型垂直轴风力机概述近３０年来．螺旋桨式水平轴风力机发展迅速．已成为大型商业风力发电的主流。
与此同时，以这里厄风力机为代表的升力型垂直轴风力机也受到一些风电发达国家的关注。
虽然垂直轴风力机没有像水平轴风力机那样快速发展，但也取得了一定的进展。
近年来，越来越多的风电厂商将达里厄风力机和直线翼垂直轴风力机应用到离网型中小容量风电领域．研制出了多种既有较高效率又有独特外形的新型升力型垂直轴风力机，获得了一定的市场份额。
本讲以典型的这里厄风力机和直线翼垂直轴风力机为例．介绍升力型垂直轴风力机的基本特征和结构特点。
下一讲将介绍它们的空气动力特性及分析理论。
２典型的升力型垂直轴风力机２．１达里厄风力机典型的达里厄风力机的基本组成：风轮（包括叶片、中央支柱及连接部件等）、制动装置、发电装置、控制系统和支架、拉索和基础等辅助装置（图１）。
各组成部分的成本占整个风力机成本的比例如表１所示。
目前，大多数的迭里厄风力机的客量为几百千瓦级．单位容量成本已经降到图１达里厄风力机示意图表ｌ达里厄风力机各组成部分成本比例风力机组成部分成本比例／％叶片１５叶片支撑部件（中央支柱、轴承、拉索、连接件等）２５发电装置２０控制系统２０基础及辅助装置２０低于１０００美元／ｋＷ。
这主要得益于叶片气动性能的改善和加工技术的提高。
使叶片的成本大为降低。
达里厄风力机的叶片一般为２￣３枚．叶片断面采用空气动力特性良好的翼型．多为ＮＡＣＡ系列和ＳＡＮＤ系列等。
经过多年的研究和实践，叶片的形状大致采用以下几种曲线：Ｔｒｏｐｏｓｋｉｅｎ曲线、抛物线、悬链曲线和圣地亚型曲线等。
其中．Ｔｒｏｐｏｓｋｉｅｎ曲线又分为忽略重力的理想Ｔｒｏ—ｐｏｓｂｅｎ曲线（Ｇ＝Ｏ）和考虑重力的修正Ｔｒｏｐｏｓｋｉｅｎ曲线（Ｇ≠Ｏ）。
对于容量相对较小的这里厄风力机，与叶片产生的离心力相比其叶片的重力可以忽略。
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垂直轴风力机的实度
垂直轴风力机的实度
在水平轴风力机栏目中风轮实度一节中讨论过风轮实度问题，垂直轴风力机的实度虽不是一个有确定值的参数，但是一个重要的参考数，实度大了不光是功率系数会降低，还可能无法正常运行。
下面简介垂直轴风力机的实度问题，内容主要来自《垂直轴风力机原理与设计》一书，供大家参考。
该书主要介绍Φ型垂直在风力机，叶片数2或3个，但工作原理与直叶片的H 型风力机相同。
大型的Φ型垂直轴风力机通常采用双叶片或三叶片结构，图1是一个3叶片的Φ型垂直轴风力机风轮立体构造图。
图中R是风轮的半径，H是风轮高度的一半，c是叶片截面的弦长。
图1 三叶片Φ型垂直轴风力机风轮
大型的Φ型垂直轴风力机叶片较多使用对称翼型，即2叶片，因叶片较长，为加大强度一般采用较厚的NACA0015与NACA0018翼型。
大部分的叶片较窄，有些叶片的弦长只有
风轮周长的1/100。
两个或三个叶片弯曲结合成Φ型，弯曲的形状多为抛物线型与悬链线型。
垂直轴风力机的实度定义为Ncl/S,其中N为叶片数，c为叶片翼型的弦长，l为叶片长度，S为风轮的迎风面积。
为简单起见，通常认为垂直轴风力机的实度为Nc/R。
图2是气流通过风轮的流线图，上图是气流通过实度小的风轮时流线图；下图是气流通过实度大的风轮时流线图。
可看出当风轮实度大时气流如遇到一个旋转的圆柱，绕开而行，通过风轮的气流少了、速度慢了，风轮得到的风功率小了。
（注：本图不是气流的瞬时图，是一段时间的平均值图；两图的风轮没有显示实度的不同，仅是风轮的示意图）。
图2 气流通过实度不同的风轮的流线图
大型Φ型垂直轴风力机风轮实度一般在0.2左右，不小于0.1。
图3是不同实度的风轮在不同叶尖速比时的功率系数曲线图，显示了实度从0.1到0.4时的功率系数随尖速比的变化。
实度大的适应风速变化范围窄，实度小的适应风速变化范围大。
图3 不同实度的风轮在不同叶尖速比时的功率系数曲线
目前国内试制的H型垂直轴风力机的实度普遍要大一些，不少的风力机实度大于0.4，运行效果如何还找不到具体数据。