水平轴与垂直轴风力发电机的比较
垂直轴风力发电机
垂直轴风力发电机垂直轴风力发电机是一种利用风能产生电能的装置。
相比于传统的水平轴风力发电机，它在结构上有所不同，能够应对风速变化较大的情况。
本文将从垂直轴风力发电机的原理、特点及应用领域等方面进行探讨。
垂直轴风力发电机利用风能产生动力，并将其转化为电能。
它的主要组成部分包括风轮、轴承、发电机和塔架。
当风吹过风轮时，风轮受到风力的作用而旋转，通过传动装置将其转动的动力传递给发电机。
发电机将机械能转化为电能，并通过输电线路将其传输出去。
垂直轴风力发电机具有一些独特的特点。
首先，它的风轮安装在垂直的轴线上，可以接收来自任何方向的风。
这使得垂直轴风力发电机在面对风向变化较大的地区时具有一定的优势。
其次，垂直轴风力发电机的结构相对简单，不需要跟踪风向，维护成本较低。
此外，垂直轴风力发电机的噪音和振动较低，对环境的影响较小。
垂直轴风力发电机的应用领域非常广泛。
首先，它可以被用于城市居民区、工业区和农村地区等各种地方。
由于垂直轴风力发电机的噪音和振动较低，可以减少对居民生活的干扰。
其次，垂直轴风力发电机可以用于海上风电场的建设。
相比于水平轴风力发电机，垂直轴风力发电机在海上的稳定性更强，能够应对较大的海浪和风力。
此外，垂直轴风力发电机还可以用于偏远地区的电力供应，解决电力短缺问题。
尽管垂直轴风力发电机在特定的应用场景中表现出色，但它也存在一些挑战需要克服。
首先，相比于水平轴风力发电机，垂直轴风力发电机的效率较低。
由于受到来自各个方向的风力，风能的利用效率相对较低。
其次，垂直轴风力发电机的装置相对较大，需要占用较大的空间。
这限制了它在城市区域的应用，需要更多的土地资源。
为了克服这些挑战，研究者们正在不断改进垂直轴风力发电机的技术。
他们致力于提高垂直轴风力发电机的风能利用效率，减小其装置的体积。
一些创新的设计和材料正在被应用于垂直轴风力发电机中，以提高其性能和可靠性。
总结起来，垂直轴风力发电机作为一种利用风能产生电能的装置，在特定的应用场景中具有一定的优势。
垂直轴风力发电机
垂直轴风力发电机1. 简介垂直轴风力发电机是一种利用风能转化为电能的装置。
相比于传统的水平轴风力发电机，垂直轴风力发电机具有更高的稳定性和适应性，因此在一些特定的环境中更为适用。
本文将介绍垂直轴风力发电机的工作原理、结构特点以及其在可再生能源领域的应用。
2. 工作原理垂直轴风力发电机的工作原理基于风能与叶片之间的相互作用。
当风经过发电机的叶片时，叶片会受到风力的作用而转动。
叶片的转动通过轴传递给发电机，发电机则将机械能转化为电能。
垂直轴风力发电机与水平轴风力发电机不同的是，其叶片布置在一个垂直的轴上。
相比于水平轴风力发电机，垂直轴风力发电机具有以下几个优势： - 不受风向限制：垂直轴风力发电机可以利用从任意方向吹来的风，而不需要朝向风向。
- 高稳定性：由于叶片布置在垂直轴上，垂直轴风力发电机在转动时不受风力方向的影响，稳定性更高。
- 适应性强：垂直轴风力发电机对风速和风向的变化能力更强，适应性更好。
3. 结构特点垂直轴风力发电机的结构特点如下：3.1 叶片设计垂直轴风力发电机的叶片由多个独立的薄片组成，这样可以提高风力的吸收效率。
叶片通常呈弯曲形状，以增加风力对叶片的作用面积。
同时，叶片的材料选择也非常重要，常见的材料包括纤维复合材料、铝合金等。
3.2 主轴和轴承系统主轴是垂直轴风力发电机的关键组成部分，承载着转动的叶片和发电机部件。
主轴一般采用高强度的金属材料，以确保结构的强度和稳定性。
轴承系统负责支撑和减少主轴的摩擦，常见的轴承类型包括滚动轴承和滑动轴承。
3.3 发电机部件垂直轴风力发电机的发电机部件主要由发电机和控制系统组成。
发电机将转动的机械能转化为电能，通常采用的是三相异步发电机。
控制系统负责监测和调节发电机运行状态，包括风速、电压等参数的监测和调节。
4. 应用领域垂直轴风力发电机在可再生能源领域有广泛的应用，以下是几个常见的应用领域：4.1 农村和偏远地区垂直轴风力发电机适应性强，可以利用不稳定的风力资源。
垂直轴风力发电机相对水平轴风力发电机的经济效益
垂直轴风力发电机相对水平轴风力发电机的经济效益下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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水平轴与垂直轴风力发电机的比较
之间的流动干扰,同时在应用叶素理论设计叶片叶 片时都忽略了翼型的阻力,这种简化处理不可避免 地造成了结果的不准确性,这种简化对叶片外形设 计的影响较小,但对风轮的风能利用率影响较大。 同时,风轮各叶片之间的干扰也十分强烈,整个流 动非常复杂,如果仅仅依靠叶素理论是完全没有办
重要原因。
目前,大型水平轴风力发电机的风能利用率, 绝大部分是由叶片设计方计算所得,一般在 40%以 上。如前所述,由于设计方法本身的缺陷,这样计算 所得的风能利用率的准确性很值得怀疑。当然,风 电厂的风力发电机都会根据测得的风速和输出功
0c57f3e 柴油发电机组 thfdj 康明斯发电机组
率绘制风功率曲线,但是,此时的风速是风轮后部 测风仪测得的风速参见,要小于来流风速,风功率 曲线偏高,必须进行修正。应用修正方法修正后, 水平轴的风能利用率要降低 30%～50%。对于小型 水平轴风力发电机的风能利用率,中国空气动力研 究与发展中心曾做过相关的风洞实验,实测的利用
垂直轴风力发电机的叶片设计,以前也是按照 水平轴的设计方法,依靠叶素理论来设计。由于垂 直轴风ห้องสมุดไป่ตู้的流动比水平轴更加复杂,是典型的大分 离非定常流动,不适合用叶素理论进行分析、设计, 这也是垂直轴风力发电机长期得不到发展的一个 重要原因。
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目前,大型水平轴风力发电机的风能利用率, 绝大部分是由叶片设计方计算所得,一般在 40%以 上。如前所述,由于设计方法本身的缺陷,这样计算 所得的风能利用率的准确性很值得怀疑。当然,风 电厂的风力发电机都会根据测得的风速和输出功 率绘制风功率曲线,但是,此时的风速是风轮后部
风力发电机组型号尺寸
风力发电机组型号尺寸本文档旨在介绍风力发电机组的型号和尺寸。
风力发电机组是一种有效利用风能转化为电能的设备，为可再生能源发电提供了可靠的解决方案。
型号选择风力发电机组的不同型号适用于不同的使用场景和需求。
以下是几种常见的风力发电机组型号：1. 垂直轴风力发电机组（VAWT）：垂直轴风力发电机组的旋转轴线垂直于地面，适用于城市和低风速地区。
2. 水平轴风力发电机组（HAWT）：水平轴风力发电机组的旋转轴线平行于地面，适用于高风速地区和大规模发电。
3. 海上风力发电机组：海上风力发电机组利用海洋风能进行发电，适合在海域进行大规模建设。
选择适合的风力发电机组型号需要考虑地理环境、风速和发电需求等因素。
尺寸参数风力发电机组的尺寸参数对于安装和运营至关重要。
以下是一些常见的风力发电机组尺寸参数：1. 风轮直径：风轮直径是风力发电机组风轮的直径大小，影响到风力捕捉效率和发电能力。
2. 塔筒高度：塔筒高度是风力发电机组塔筒的高度，影响到风力资源获取和发电效率。
3. 叶片长度：叶片长度是风力发电机组叶片的长度，影响到风力捕捉面积和发电效果。
以上尺寸参数根据具体型号和设计有所差异，因此在选择风力发电机组时应详细了解每个型号的尺寸参数。
现有机型市场上有许多著名的风力发电机组制造商和供应商，提供各种型号的风力发电机组。
以下是一些常见的风力发电机组制造商：- 西门子- 通用电气- 金风科技- 维斯塔斯风能这些制造商提供不同型号和不同尺寸的风力发电机组，可以根据需求选择合适的机型。
结论风力发电机组的型号和尺寸是选择合适的风力发电设备时需要考虑的重要因素。
了解不同型号的特点和尺寸参数，可以帮助决策者做出明智的选择，以提高发电效率和可靠性。
风力发电机组的分类介绍
风力发电机组的分类介绍风力发电机一般按风轮轴安装形式、功率控制方式、风轮转速调节、主传动驱动方式等进行分类。
1、风轮轴安装形式按照风轮轴安装形式可分为水平轴风力机和垂直轴风力机。
（1）水平轴风力机风轮的旋转轴线与风向平行。
水平轴风力机必须具有对风装置，跟随风向的变化而转动，以便吸收来自各个方向的风能。
对于小型风力机，这种对风装置常采用尾舵，而对于大型风力机，则利用风向传感器测量风向，经微处理器调整后控制偏航系统进行对风。
水平轴风力机按照风轮相对于塔架的位置可分为上风向风力机和下风向风力机。
风轮位于塔架前面的为上风向风力机，风轮位于塔架后面的为下风向风力机。
目前风电场采用并网型风力发电机组多为上风向水平轴风力机。
（2）垂直轴风力机风轮的旋转轴线垂直于地面或气流方向。
垂直轴风力机能吸收来自各个方向的风能，无需对风装置，这是相对于水平轴风力机的一大优点，并且传动装置和发电设备均安装在地面，便于维护；但是受叶片制造工艺的限制及拉线式塔架占用大量土地面积等因素，垂直轴风力机一直未得到发展。
2、功率控制方式按照功率控制方式可分为定桨距风力机、变桨距风力机和主动失速风力机。
（1）定桨距风力机叶片与轮毂固定连接。
在风轮转速恒定的条件下，风速增加超过额定风速时，随着叶片攻角的增加，气流与叶片表面分离，叶片将处于失速状态，叶片吸收的风能不但不会增加，反而有所下降，以确保风轮输出功率在额定范围以内。
定桨距风力机的特点：结构简单不需要变桨机构，同时控制系统也较简单。
但风轮吸收风能的效率较低，特别在风速超过额定风速后，由于叶片的失速作用，输出功率还会有所下降；机组承受的载荷大；机组重量比同类型变桨距风力机重。
（2）变桨距风力机叶片与轮毂通过变桨轴承连接，可以通过变桨系统控制叶片的安装角。
当风速低于额定风速时，保证叶片在最佳攻角状态，以获得最大风能；当风速超过额定风速后，变桨系统减小叶片的攻角，保证输出功率在额定范围内。
变桨距风力机的特点：结构复杂，需要增加变桨轴承和一套变桨驱动装置，同时控制系统也变得很复杂。
垂直轴与水平轴的对比
垂直轴风力发电机是未来风电的发展方向2010-10-02 00:10转载自zlgkj最终编辑zlgkj垂直轴风力发电机是未来风电的发展方向随着科技的飞速发展和人类生活水平的日益提高，能源消耗与日俱增，致使传统能源日渐枯竭，而且环境污染也相当严重。
风能是一种无污染的可再生能源，它取之不尽、用之不竭，随着生态环境的要求和能源的需要，风能作为清洁的新能源得到人们的重视。
风力发电机就是利用风能为动力的发电装置，它充分利用自然能，即节能又环保。
风力发电机因风速不稳定，故其输出的电压变化很大，须经充电器整流稳压后，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的电能变成化学能。
然后通过有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流220V市电，才能保证正常使用。
其工作过程是：风——风叶——发电机——充电器——蓄电池——逆变电源——电网。
虽然风力发电有很多优点，但存在一个根本问题，是我们无法回避的：成本！为此，风电成本高一直是影响风电产业发展最大制约因素，风电成本主要取决于风电机组的成本和维护成本。
风电虽然不烧煤，但是初始投资大。
由于风电设备造价要大大高于火电，火电设备建设成本每千瓦约4000元—5000元，风电则为8000元—10000元。
而风电的年等效利用小时又小于火电，因此在不考虑环境等外部效益的情况下，同火电相比，风电的成本其实并不低。
根据有关部门的统计，在现有条件下，风力发电的平均成本在0.60元/度左右，如果采用进口设备，则需要更高的电价，因为风电机组进口设备的售价要比国内设备高出30%，而设备成本占到了发电成本的80%，由于设备过于依赖进口，直接导致我国风电成本上升。
而目前火电的平均成本仅为0.30元/度，风电的竞争劣势显而易见。
相比于火电、水电等传统电力能源，其成本缺乏竞争力。
所以风电虽无污染、能再生，是十分理想的清洁而又可持续发展的能源，却无法大力推广。
降低成本、提高发电效率、增加寿命一直是风电技术所追求的目标。
垂直轴风力发电机与水平轴风力发电机的真实功效比较与发展前景
垂直轴风力发电机与水平轴风力发电机的真实功效比较与发展前景作者:德州雒龙泉风力发电机制造有限公司雒工1.引言: 风是一种取之不尽用之不竭的可再生能源,地球上的风能资源非常非常丰富,人类利用风能资源已有数千年的历史.在人类蒸汽机发明之前,风力作为重要动力源被使用于众多方面.风力发电起源于19世纪末的丹麦,但是直到20世纪70年代以前,还只有小型充电用风力发电机达到实际应用阶段.1973年能源危机爆发之后,欧美等国家为了寻求石油矿产之外的替代能源,投入大量的经费,高科技手段等制作风力发电机组,由此开始了风力发电的新时代.由于风力发电机技术的不断发展,现在越来越多的受到各国的重视.垂直轴风车很早就被人类应用与日常生活领域中,中国最早的应用是垂直式风车,但是垂直轴风力发电机的发明要比水平轴晚一些.直到20世纪20年代才出现(savonius式风轮---1924年，Darrieus式风轮—1931年)由于人们普遍认为垂直轴的风轮尖速比不能大于1.风能利用率低于水平轴风力发电机，因此导致垂直轴长期得不到重视。
而现在随着科学技术的发展和认识的不断进步，逐步认识到垂直轴除了阻力型不能大于1.升力型叶片是可以达到6的速比。
而且其风能利用率不低于水平轴。
近年来，越来越多的机构和个人开始研究垂直轴风力发电机，并且取得了长足发展。
2.设计方法的比较：3.水平轴的叶片设计基本采用为动量-叶素理论。
主要方法为Glauert法、Wilson法等但是由于叶素理论忽略了叶片之间的流动干扰，同时在叶素应用时忽略了叶片的翼型阻力。
这种简化处理不可避免的增加的叶片的不准确性。
文献指出，这对简化叶片的外形设计影响较小，但是对叶片的实际效率影响甚大。
同时，风轮上各叶片之间的干扰非常强烈，造成整个的流动非常复杂。
如果仅仅利用叶素理论是无法完全得到准确结果的。
垂直轴风力发电机的叶片以前也是按照水平轴的方法，依靠叶素理论来设计。
由于垂直轴的流动比水平轴更加复杂，是典型的大分离非定常流动。
水平轴与垂直轴优缺点
水平轴与垂直轴优缺点风力发电机根据叶片固定轴的方位，风力发电机可以分为横轴和竖轴两类。
横轴式风力发电机工作时转轴方向与风向一致，竖轴式风力发电机转轴方向与风向成直角。
横轴式风力发电机通常需要不停地变向以保持与风向一致。
而竖轴式风力发电机则不必如此, 因为它可以收集不同来向的风能。
横轴式风力发电机在世界上占主流位置。
建议使用横轴式风力发电机垂直轴风力机可以多向受风而不需要偏航装置;可以在地面安装,便于维修、检修和控制;其结构适应环境能力强等。
但由于技术研发水平相对滞后，其在兆瓦级大型风力机市场占有率不高。
也就是说垂直轴风力机一般比水平风力机好，也比水平轴风力机复杂。
研究相对滞后，所以现在大部分风力机都是水平轴的，垂直轴风力机较少，而且主要集中在小型机上区别,水平轴的有巨大的叶片和机舱轮毂构造，光塔筒就有80米。
发电机是与地面水平的，而垂直轴的不需要这些结构，发电机是与地面垂直的，对风的要求较高，只有在新疆、内蒙和西藏的地方见到过，因为还有其他更专业的区别，不多说，我觉得如果风况允许的话,垂直轴的好些，易维护。
水平轴的适合做大型风力发电机组，技术成熟。
垂直轴的不需要偏航机构，发电机不需要放置在高空，但技术部成熟。
垂直轴机型由于其风能利用效率比较低,实际上还没有真正批量生产使用发电,目前大型风电机组99%以上都是水平轴的.所谓网上垂直轴机型技术成熟的说法都是一些厂家自吹自擂。
风力发电机目前应该水平轴技术更成熟，无论是水平轴、垂直轴都在发展，百花齐放,也都有需要克服的难题,超大功率的垂直抽的机组也要解决成本、风场现实的问题。
慢慢的都会有的垂直轴的优点是：1.不需要偏航系统2。
因为垂直轴的电机多在地面，所以维修方便3。
塔架工艺简单缺点：1.难以自启动2.难以控制失速，即易失速3.加工工艺不成熟4。
风能利用率低水平轴的优缺点刚好与垂直轴的相反.风能利用率高，加工工艺成熟等。
风力发电机的分类
o根据风力发电机旋转轴的区别，风力发电机可以分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。
1、水平轴风力发电机：旋转轴与叶片垂直，一般与地面平行，旋转轴处于水平的风力发电机。
2、垂直轴风力发电机：旋转轴与叶片平行，一般与地面吹垂直，旋转轴处于垂直的风力发电机。
垂直轴风力发电机目前占市场主流的是水平轴风力发电机，平时说的风力发电机通常也是指水平轴风力发电机。
目前水平轴风力发电机的功率最大已经做到了5wm左右。
垂直轴风力发电机虽然最早被人类利用，但是用来发电还是近10多年的事。
与传统的水平轴风力发电机相比，垂直轴风力发电机具有不用对风向，转速低，无噪音等优点，但同时也存在起动风速高，结构复杂等缺点，这都制约了垂直轴风力发电机的应用。
根据定桨矩失速型风机和变速恒频变桨矩风机的特点,国内目前装机的电机一般分为二类:1、异步型（1）笼型异步发电机；功率为600/125kW750kW 800kW 1250180kW定子向电网输送不同功率的50Hz交流电;（2）绕线式双馈异步发电机；功率为1500kW定子向电网输送50Hz交流电，转子由变频器控制，向电网间接输送有功或无功功率。
2、同步型（1）永磁同步发电机；功率为750kW 1200kW 1500kW 由永磁体产生磁场,定子输出经全功率整流逆变后向电网输送50Hz交流电。
（2）电励磁同步发电机；由外接到转子上的直流电流产生磁场,定子输出经全功率整流逆变后向电网输送50Hz交流电。
∙风力发电机的图解o一、风力发电机分解图1.风机总成2.叶片3.轮毂般4.前罩5.螺栓6.平垫圈7.防松螺母8.螺母9.弹簧垫10.法兰11.螺栓12.防松螺母13.避雷针14.减震器二、风力发电机应用系统结构图∙风力发电机的特点o1、高效率2、微风启动3、长寿命4、免维护5、防锈6、防腐蚀6、防潮7、防水8、防风沙风力发电机的原理o风力发电机的工作原理就是通过叶轮将风能转变为机械转距(风轮转动惯量),通过主轴传动链,经过齿轮箱增速到异步发电机的转速后,通过励磁变流器励磁而将发电机的定子电能并入电网.如果超过发电机同步转速,转子也处于发电状态,通过变流器向电网馈电.最简单的风力发电机可由叶轮和发电机两部分构成,立在一定高度的塔干上,这是小型离网风机. 最初的风力发电机发出的电能随风变化时有时无,电压和频率不稳定,没有实际应用价值.为了解决这些问题,现代风机增加了齿轮箱、偏航系统、液压系统、刹车系统和控制系统等.齿轮箱可以将很低的风轮转速(1500千瓦的风机通常为12-22转/分)变为很高的发电机转速(发电机同步转速通常为1500转/分).同时也使得发电机易于控制,实现稳定的频率和电压输出.偏航系统可以使风轮扫掠面积总是垂直于主风向.要知道,1500千瓦的风机机舱总重50多吨,叶轮30吨,使这样一个系统随时对准主风向也有相当的技术难度.风机是有许多转动部件的,机舱在水平面旋转,随时偏航对准风向;风轮沿水平轴旋转,以便产生动力扭距.对变桨矩风机,组成风轮的叶片要围绕根部的中心轴旋转,以便适应不同的风况而变桨距.在停机时,叶片要顺桨,以便形成阻尼刹车.早期采用液压系统用于调节叶片桨矩(同时作为阻尼、停机、刹车等状态下使用),现在电变距系统逐步取代液压变距.就1500千瓦风机而言,一般在4米/秒左右的风速自动启动,在13米/秒左右发出额定功率.然后,随着风速的增加,一直控制在额定功率附近发电,直到风速达到25米/秒时自动停机.现代风机的设计极限风速为60-70米/秒,也就是说在这么大的风速下风机也不会立即破坏.理论上的12级飓风,其风速范围也仅为32.7-36.9米/秒.风机的控制系统要根据风速、风向对系统加以控制,在稳定的电压和频率下运行,自动地并网和脱网;同时*齿轮箱、发电机的运行温度,液压系统的油压,对出现的任何异常进行报警,必要时自动停机,属于无人值守独立发电系统单元.∙风力发电机的维修o风机叶片的维修维护在保证风机叶片20年使用寿命中将起到至关重要的作用。
垂直轴风力发电机和水平轴风力发电机对比
垂直轴风力发电机和水平轴风力发电机对比垂直轴风力发电机和水平轴风力发电机风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。
其蕴藏量巨大，全球风能资源总量约为2.74×109兆瓦，其中可利用的风能为2×107兆瓦。
中国风能储量很大、分布面广，开发利用潜力巨大。
中国风力装机容量达到1000万千瓦的速度令人惊叹。
如果中国能够利用其土地上大约30亿千瓦的风能的话，将能够满足几乎所有中国当前的电力需求，短时期内这是不可能的，不过中国有可能将2020年风电总装机目标由3000万千瓦调高至1亿千瓦。
在国际效率标准下运行的话，这能够满足5%的中国电力需求，并且使中国成为世界最大的风能发电国，只要中国采取更进取而有理智的方针，就能最大限度地利用其国家的风能。
当然风能的利用离不开风力发电机，风力发电机的品质和价格成为了人们关注的焦点。
当前风力发电机有两种形式：1 水平轴风力发电机（大、中、小型）；2 垂直轴风力发电机（大、中、小型）。
水平轴风力发电机技术发展的比较快，在世界各地人们已经很早就认识了，大型的水平轴风力发电机已经可以做到3-5兆瓦，一般由国有大型企业研发生产，应用技术也趋于成熟。
小型的水平轴风力发电机一般是一些小型民营企业生产，对研发生产的技术要求比较低，其技术水平也是参差不齐。
小型水平轴风力发电机的额定转速一般在500-800r/min，转速高，产生的噪音大，启动风速一般在3-5m/s，由于转速高，噪音大，故障频繁，容易发生危险，不适宜在有人居住或经过的地方安装。
垂直轴风力发电机技术发展的较慢一些，因为垂直轴风力发电机对研发生产的技术要求比较高，尤其是对叶片和发电机的要求。
近几年垂直轴风力发电机的技术发展很快，尤其小型的垂直轴风力发电机已经很成熟。
小型的垂直轴风力发电机的额定转速一般在60-200r/min，转速低，产生的噪音很小（可以忽略不计），启动风速一般在1.6-4m/s。
风力发电机组设计方案比较和效果评估
风力发电机组设计方案比较和效果评估随着环境污染问题的日益严重，全球范围内对可再生能源的需求也越来越大。
作为一种可再生的清洁能源，风能被广泛应用于发电领域。
风力发电机组设计方案的比较和效果评估对于提高风力发电系统的性能和效率至关重要。
本文将分析和评估几种常见的风力发电机组设计方案，并比较它们的效果。
首先，我们将讨论水平轴风力发电机组设计方案。
水平轴风力发电机组是目前最常见和广泛应用的风力发电系统之一。
它的主要特点是风轮以水平轴旋转，同时发电机位于塔筒顶部。
这种设计方案具有结构简单、维护方便、功率输出稳定等优点。
然而，水平轴风力发电机组的风轮面积相对较小，对于低风速地区或高楼大厦周围的建筑物遮挡较多的情况，其发电效率可能较低。
此外，水平轴风力发电机组在逆变器和变频器的功率控制方面存在一定的挑战。
接下来，我们将讨论垂直轴风力发电机组设计方案。
垂直轴风力发电机组的主要特点是风轮以垂直轴旋转，这种设计方案可以有效解决水平轴发电机组在低风速地区效率较低的问题。
垂直轴风力发电机组的另一个优点是其风轮面积相对较大，可以更好地利用风能资源。
然而，垂直轴风力发电机组在结构复杂性、维护成本较高和发电功率波动较大等方面存在一些挑战。
除了水平轴和垂直轴风力发电机组，还有一些新型设计方案出现在风力发电领域。
例如，混合轴风力发电机组设计方案将水平轴和垂直轴的特点结合在一起，以实现更高效的发电。
该设计方案的主要特点是风轮同时具有水平和垂直轴，具有较大的风轮面积和较稳定的功率输出。
然而，混合轴风力发电机组的结构复杂度和成本较高，需要更复杂的控制系统。
此外，还有一些创新的设计方案如飞行器式风力发电机组和浮筒式风力发电机组也值得关注。
飞行器式风力发电机组的主要特点是风轮安装在空中悬浮的设备上，可以更好地捕捉高空的风能资源。
浮筒式风力发电机组则将风轮安装在浮筒上，浮在海洋或湖泊表面，利用水面上的风力发电。
这些创新的设计方案在利用风能资源方面具有巨大潜力，但目前仍面临一些技术和经济挑战。
垂直轴风力机与水平轴风力机的对比分析
垂直轴风力机与水平轴风力机的论述风力发电行业目录1风力机叶片概述 (3)1.1升力 (3)1.2攻角 (4)1.3节距角控制和失速控制 (5)1.4阻力 (6)1.5叶片升力阻力比 (7)1.6叶尖速度 (7)2风力机的类型 (8)2.1垂直轴风力机 (8)2.2水平轴风力机 (10)3垂直轴风力机 (13)4水平轴风力机 (17)5叶片的几何设计 (20)6叶片的数量 (20)6.1三叶片风力机 (21)6.2双叶片风力机 (23)6.3单叶片风力机 (25)6.4五叶片风力机 (26)7叶片类型比较 (27)8单叶片、双叶片和三叶片风力机的优缺点 (28)1风力机叶片概述风力机叶片也称为机翼，每一种风力机叶片的设计都不同，要理解机翼需熟悉一些专用词汇，如升力、阻力、升力阻力比、失速、攻角和转矩。
这部分解释了风力机叶片与飞机的螺旋桨的相似性，并且这样的设计如何将风能转为电能，通过熟悉这些词汇来理解风力机叶片设计与应用技术。
1.1 升力升力被定义为：空气流过叶片时，在其上方产生了一个低压区，从而使得它上低压区的出现是因为空气在机翼上方流过的距离比下方长，因为同样的空气流过上下两面，所以产生压差。
下图表示了空气流过机翼产生升力的情况。
机翼上方的压力小于下方，产生了机翼的升力，这种升力也用于飞机机翼使得飞机上升，空气越快地流过机翼，升力就越大。
当风流过风力机叶片时，也产生如同升力一样的效果，使得风力机叶片旋转。
简单地讲，空气流过风力机叶片的上方（圆面）产生低压区，压差使得风推动叶片平的一面而拉动圆的一面，所以叶片开始向低压区转动。
另一个思考方式是当风吹过叶片，叶片以叶片前缘向着叶片旋转方向的方式转动。
下图所示为风力机叶片的前缘和尾缘。
风越大，压差越大，叶片旋转越快，获取的动能越多，这个能量通过叶片被固定的机械轴转化为旋转能量。
在一些风力机中，发电机被安放在轴的另一端；而另一些风力机中叶片驱动的转轴也许被连在一个动力传送装置上，而后者第二个转轴驱动发电机。
垂直轴风力发电机组
垂直轴风力发电机组随着人们环保意识的提高，可再生能源逐渐成为能源领域的重要产业。
其中，风能作为一种无污染的可再生能源，备受人们的关注。
而垂直轴风力发电机组作为风能发电的一种形式，也逐渐受到人们的重视。
一、垂直轴风力发电机组的优点相比于传统的水平轴风力发电机组，垂直轴风力发电机组有着独特的优点。
1.适应性强垂直轴风力发电机组可以适应复杂的气象环境，包括湿润、干旱、高寒等极端环境，可满足不同地区的发电需求。
2.节省空间传统的水平轴风力发电机组需要更大的空间才能利用风能，而垂直轴风力发电机组可以更好地利用有限的空间资源，尤其适用于城市等空间有限的区域。
3.高效率垂直轴风力发电机组的效率相对较高，适用于低风速环境，能在较小的空间内实现高效的发电。
4.可靠性高垂直轴风力发电机组的传动系统简单，相对比较稳定，维修、保养难度较低，可靠性较高。
二、垂直轴风力发电机组的需求和应用垂直轴风力发电机组的需求有着广泛的应用，从小型住宅到大型商业、工业和公用设施等环境都有发展空间。
1.航空产业垂直轴风力发电机组可以为机场和飞机场等航空产业提供电力，促进航空产业的可持续发展。
2.城市化随着城市化的不断发展，城市空间日益受到限制，垂直轴风力发电机组带来的一种新兴的城市风景也随之出现。
3.工业在工业领域，垂直轴风力发电机组可以应用于汽车制造、工厂等领域，为工业活动提供可靠的电力支持。
4.农业在农业领域，垂直轴风力发电机组可以为农业用地、养殖场、温室等提供电力，推动现代农业的发展。
三、垂直轴风力发电机组的发展趋势垂直轴风力发电机组在不断推进着其应用领域的拓展。
未来，它将继续发展壮大，并成为大型风力发电领域的主流之一。
1.技术创新垂直轴风力发电机组技术不断创新，从基本结构、材料性能、控制系统等方面不断加强和优化技术，使其更加先进、智能化。
2.高效节能在能源危机和环境保护意识日益增强的今天，垂直轴风力发电机组将更多地应用于高效节能的领域，为我们创造更加清洁、可持续的能源。
风力发电机的分类
风力发电机的分类风力发电机是一种利用风能转化为电能的设备。
根据不同的特点和结构，风力发电机可以分为多种不同类型。
1. 垂直轴风力发电机垂直轴风力发电机是一种将转子轴垂直于地面的发电机。
它的转子通常由多个垂直安装的叶片组成，可以在任何风向下捕捉风能。
这种发电机的优点是结构简单，不受风向限制，适合于城市等空间有限的地方使用。
然而，由于叶片在运转过程中会相互遮挡，效率相对较低。
2. 水平轴风力发电机水平轴风力发电机是一种将转子轴水平安装的发电机。
它的转子通常由三个或更多水平安装的叶片组成，可以根据风向调整转子的角度。
这种发电机的优点是效率较高，适合在大型风电场使用。
然而，由于叶片需要根据风向调整角度，所以在风向变化频繁的地区使用效果较差。
3. 细长型风力发电机细长型风力发电机是一种外形细长的风力发电机。
它通常由一个细长的塔和一个顶部安装的转子组成。
这种发电机的优点是能够在低风速下产生较高的功率，适合在山区或低风速地区使用。
然而，由于塔的高度较高，安装和维护较为困难。
4. 低速风力发电机低速风力发电机是一种在低风速下也能产生较高功率的发电机。
它通常采用较大的转子和较低的转速，以提高发电效率。
这种发电机的优点是适合在低风速地区使用，但由于转子较大，所以需要较大的空间进行安装。
5. 高速风力发电机高速风力发电机是一种在高风速下能够产生较高功率的发电机。
它通常采用较小的转子和较高的转速，以提高发电效率。
这种发电机的优点是适合在高风速地区使用，但由于转子较小，所以需要较小的空间进行安装。
6. 海上风力发电机海上风力发电机是一种安装在海上的风力发电机。
由于海上风速较高且稳定，海上风力发电机具有较高的发电效率。
然而，由于安装和维护难度较大，成本较高。
总结起来，风力发电机可以根据结构和特点的不同分为垂直轴风力发电机、水平轴风力发电机、细长型风力发电机、低速风力发电机、高速风力发电机和海上风力发电机等多种类型。
每种类型都有其适用的场景和优缺点，我们可以根据具体需求选择合适的风力发电机类型来提高发电效率。
垂直轴风力发电机研究报告分解
垂直轴风力发电机研究报告1.垂直轴与水平轴对比垂直轴风力发电机与水平轴风力发电机相比，有其特有的优点：①水平轴风力发电机组的机舱放置在高高的塔顶，而且是一个可旋转360度的活动联接机构，这就造成机组重心高，不稳定，而且安装维护不便。
垂直轴风力发电机组的发电机，齿轮箱放置在底部，重心低，稳定，维护方便，并且降低了成本。
②风力发电机的客户越来越需要使用寿命长、可靠性高、维修方便的产品。
垂直轴风轮的翼片在旋转过程中由于惯性力与重力的方向恒定，因此疲劳寿命要长于水平轴风轮；垂直轴风力发电机的构造紧凑，活动部件少于水平轴风力机，可靠性较高；垂直轴系统的发电机可以放在风轮下部甚至地面上，因而便于维护。
③风力发电机由于高度限制和周围地貌引发的乱流，常常处于风向和风强变化剧烈的情况，垂直轴风力发电机有克服“对风损失”和“疲劳损耗”上有水平轴风力发电机不可比的优点，且理论风能利用率可达40%以上.因此在考虑了较小的启动风速和对风力机影响较大的“对风损失”之后，从而提高垂直轴风轮的风能实际利用率。
④水平轴风力发电机组机仓需360度旋转，达到迎风目的。
这个调节系统包含有旋转机构，风向检测，角位移发送，角位移跟踪等系统。
垂直轴风力机不要迎风调节系统，可以接受360度方位中任何方向来风，主轴永远向设计方向转动。
⑤水平轴风力发电机的翼片受到正面风载荷力，离心力，翼片结构相似悬臂梁。
翼片根部受到很大弯矩产生的应力。
而且翼片在旋转一周的过程中，受惯性力和重力的综合作用，惯性力的方向是随时变化的，而重力的方向始终不变，这样翼片所受的就是一个交变载荷，这就要求翼片有很高的的疲劳强度，因此大量事故都是翼片根部折断。
而垂直轴风机的翼片主要承受拉应力，不易折断，寿命长。
⑥水平轴风力发电机组翼片的尖速比高，一般在5〜7左右，在这样的高速下翼片切割气流将产生很大的气动噪音，导致噪声污染。
垂直轴风力机翼片的尖速比较水平轴的要小的多，这样的低转速基本上不产生气动噪音，无噪音带来的好处是显而易见的，以前因为噪音问题不能应用风力发电机的场合 （城市公共设 施、民宅等），现在可以应用垂直轴风力发电机，因此，垂直轴风力发电机比水 平轴有更广阔的应用领域。
垂直轴与水平轴风电技术及效益的特点分析
垂直轴与水平轴风电技术及效益的特点分析序号性能水平轴风力发电机垂直轴风力发电机1 发电效率50-60% 70%以上2 对风转向机构有无3 叶片旋转空间较大较小4 抗风能力强强5 噪音大小6 启动风速高（2.5-5m/s）低(1.5-3m/s)7 地面投影对人的影响眩晕无影响8 故障率高低9 运行、保养费用费用高费用低（主要设备在地面）10 转速高低11 对鸟类影响大小12 电缆绞线问题（或碳刷损坏问题）有无12 机舱变速箱运行漏油有无13 发电曲线凹陷饱满14 风电场造价单位功率价格变化不大8000-10000元/千瓦功率越大单价越低6000-6500元/千瓦（注：仅供参考）大力发展风电，离不开风机的国产化。
为促进风电发展，国家鼓励自主研发，坚持推进风机设备国产化，降低设备成本。
按照工业和信息化部与青海省的战略合作协议要求，北京航空航天大学、工信部规划司和风发科技发展有限公司，就“垂直轴风电机组系列化产品产业化”进行指导和技术交流，决定北航和风发科技联合设立“垂直轴风电工程技术中心”。
风发科技响应国家号召，从成立至今投入大量的人、财、物进行研发，技术从研发初期到成熟，再到领先，大型垂直轴机组获得青海省科技厅项目验收和科技成果评价：填补了国内大型垂直轴风电机组的空白，达到国际先进水平。
成熟的垂直轴风机基于其先进的设计方法，弥补了水平轴机组的缺陷，以启动风速低、风能利用率高和无噪声，主要设备在地面，运行维护成本低等众多优点。
公司研制的垂直轴风电机组给风电市场提供了机型选择方案，具备了更加广阔的市场应用前景。
风发科技与机组相关的专利共申请了52项，含3项国际PCT专利，涵盖风轮叶片、发电机和控制三大核心技术，到目前为止，共有14项发明、1项外观设计和18项实用新型专利获得授权。
风发科技在研发和实验过程中形成了企业标准，标准显示了与水平轴风力发电机组主要不同的方面，特别是在风轮叶片、发电机、术语及定义、载荷计算、安全要求、安装、试验等。
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法得出准确结果的。
垂直轴风力发电机的叶片设计,以前也是按照 水平轴的设计方法,依靠叶素理论来设计。由于垂 直轴风轮的流动比水平轴更加复杂,是典型的大分 离非定常流动,不适合用叶素理论进行分析、设计, 这也是垂直轴风力发电机长期得不到发展的一个
目前,大型水平轴风力发电机的风能利用率, 绝大部分是由叶片设计方计算所得,一般在 40%以 上。如前所述,由于设计方法本身的缺陷,这样计算 所得的风能利用率的准确性很值得怀疑。当然,风 电厂的风力发电机都会根据测得的风速和输出功 率绘制风功率曲线,但是,此时的风速是风轮后部
测风仪测得的风速参见,要小于来流风速,风功率 曲线偏高,必须进行修正。应用修正方法修正后, 水平轴的风能利用率要降低 30%～50%。对于小型 水平轴风力发电机的风能利用率,中国空气动力研 究与发展中心曾做过相关的风洞实验,实测的利用 率在 23%～29%。
0c57f3e 柴油发电机组 康明斯发电机组
2m/s,优于上述的水平轴风力发电机。
水平轴风力发电机的叶片在旋转一周的过程 中,受惯性力和重力的综合作用,惯性力的方向是 随时变化的,而重力的方向始终不变,这样叶片所 受的就是一个交变载荷,这对于叶片的疲劳强度是 非常不利的。另外,水平轴的发电机都置于几十米
水平轴风轮的起动性能好已经是个共识,但是 根据中国空气动力研究与发展中心对小型水平轴 风力发电机所做的风洞实验来看,起动风速一般在 4～5m/s 之间,最大的居然达到 5.9m/s,这样的起 动性能显然是不能令人满意的。垂直轴风轮的起动
0c57f3e 柴油发电机组 康明斯发电机组
的高空,这给发电机的安装、维护和检修带来了很 多的不便。
垂直轴风轮的叶片在旋转的过程中的受力情 况要比水平轴的好的多,由于惯性力与重力的方向 始终不变,所受的是恒定载荷,因此疲劳寿命要比 水平轴风轮长。同时,垂直轴的发电机可以放在风
0c57f3e 柴油发电机组 康明斯发电机组
垂直轴风力发电机的叶片设计,以前也是按照 水平轴的设计方法,依靠叶素理论来设计。由于垂 直轴风轮的流动比水平轴更加复杂,是典型的大分 离非定常流动,不适合用叶素理论进行分析、设计, 这也是垂直轴风力发电机长期得不到发展的一个 重要原因。
0c57f3e 柴油发电机组 康明斯发电机组
轮的下部或是地面,便于安装和维护。水平轴与垂 直轴风力发电机风力发电机的不同在以下几个方 面：
水平轴风力发电机风力发电机的叶片叶片设 计,目前普遍采用的是动量—叶素理论,主要的方 法有法、法等。但是,由于叶素理论忽略了各叶素
之间的流动干扰,同时在应用叶素理论设计叶片叶 片时都忽略了翼型的阻力,这种简化处理不可避免 地造成了结果的不准确性,这种简化对叶片外形设 计的影响较小,但对风轮的风能利用率影响较大。 同时,风轮各叶片之间的干扰也十分强烈,整个流 动非常复杂,如果仅仅依靠叶素理论是完全没有办
性能差也是目前业内的共识,特别是对于式Ф 型风
轮,完全没有自启动能力,这也是限制垂直轴风力 发电机应用的一个原因。但是,对于式 H 型风轮,3 所示,却有相反的结论。根据笔者的研究发现,只要 翼型和安装角选择合适,完全能得到相当不错的起 动性能,通过对麟风 P2200 垂直轴风力发电机的风 洞实验来看,这种式 H 型风轮的起动风速只需要
水平轴风力发电机的叶片在旋转一周的过程 中,受惯性力和重力的综合作用,惯性力的方向是 随时变化的,而重力的方向始终不变,这样叶片所 受的就是一个交变载荷,这对于叶片的疲劳强度是
0c57f3e 柴油发电机组 康明斯发电机组
非常不利的。另外,水平轴的发电机都置于几十米 的高空,这给发电机的安装、维护和检修带来了很 多的不便。
性能差也是目前业内的共识,特别是对于式Ф 型风 轮,完全没有自启动能力,这也是限制垂直轴风力 发电机应用的一个原因。但是,对于式 H 型风轮,3 所示,却有相反的结论。根据笔者的研究发现,只要 翼型和安装角选择合适,完全能得到相当不错的起 动性能,通过对麟风 P2200 垂直轴风力发电机的风
洞实验来看,这种式 电机。
重要原因。
目前,大型水平轴风力发电机的风能利用率, 绝大部分是由叶片设计方计算所得,一般在 40%以 上。如前所述,由于设计方法本身的缺陷,这样计算 所得的风能利用率的准确性很值得怀疑。当然,风 电厂的风力发电机都会根据测得的风速和输出功
0c57f3e 柴油发电机组 康明斯发电机组
0c57f3e 柴油发电机组 康明斯发电机组
水平轴风轮的起动性能好已经是个共识,但是 根据中国空气动力研究与发展中心对小型水平轴 风力发电机所做的风洞实验来看,起动风速一般在 4～5m/s 之间,最大的居然达到 5.9m/s,这样的起 动性能显然是不能令人满意的。垂直轴风轮的起动
率绘制风功率曲线,但是,此时的风速是风轮后部 测风仪测得的风速参见,要小于来流风速,风功率 曲线偏高,必须进行修正。应用修正方法修正后, 水平轴的风能利用率要降低 30%～50%。对于小型 水平轴风力发电机的风能利用率,中国空气动力研 究与发展中心曾做过相关的风洞实验,实测的利用
率在 23%～29%。
水平轴与垂直轴风力发电机风力发电机的不 同在以下几个方面：
水平轴风力发电机风力发电机的叶片叶片设 计,目前普遍采用的是动量—叶素理论,主要的方 法有法、法等。但是,由于叶素理论忽略了各叶素 之间的流动干扰,同时在应用叶素理论设计叶片叶
片时都忽略了翼型的阻力,这种简化处理不可避免 地造成了结果的不准确性,这种简化对叶片外形设 计的影响较小,但对风轮的风能利用率影响较大。 同时,风轮各叶片之间的干扰也十分强烈,整个流 动非常复杂,如果仅仅依靠叶素理论是完全没有办 法得出准确结果的。