垂直軸風(fēng)力機(jī)的現(xiàn)在和未來

　　由于垂直軸風(fēng)力機(jī)不僅具有低轉(zhuǎn)速、大扭矩的特性，而且垂直軸風(fēng)力機(jī)葉片連接結(jié)構(gòu)多為箱梁式結(jié)構(gòu)，具有穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，同時(shí)由于垂直軸風(fēng)力機(jī)尖速比低于同功率的水平軸風(fēng)力機(jī)，風(fēng)輪重量又遠(yuǎn)大于同功率的水平軸風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪，垂直風(fēng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也遠(yuǎn)大于相同功率的水平軸風(fēng)力機(jī)，所以垂直軸風(fēng)力機(jī)不僅具有無噪音、安全性好等應(yīng)用性優(yōu)點(diǎn)，還具有風(fēng)速變化時(shí)轉(zhuǎn)速突變較小，電壓和功率波動(dòng)相對(duì)較平緩，對(duì)電網(wǎng)的影響小的優(yōu)點(diǎn)，因此不僅可作為離網(wǎng)型風(fēng)力機(jī)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于城市、樓頂、通信、戶外廣告、海島、鄉(xiāng)村電站、油田抽油機(jī)等風(fēng)資源較好的各個(gè)領(lǐng)域，也可以組建并網(wǎng)系統(tǒng)。
　　2.1垂直軸風(fēng)力機(jī)的類型
　　目前世界上依然有阻力型和升力型兩大類垂直軸風(fēng)力機(jī)在應(yīng)用。
　　2.1.1 阻力型垂直軸風(fēng)力機(jī)
　　典型的阻力型垂直軸風(fēng)力機(jī)特點(diǎn)是啟動(dòng)性好、低轉(zhuǎn)速，缺點(diǎn)是風(fēng)能利用率低、無法實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)限速功能、抗
臺(tái)風(fēng)能力弱。該類風(fēng)力機(jī)適用場(chǎng)合較少，僅適合常年風(fēng)速較低、對(duì)風(fēng)能利用率要求不高、無臺(tái)風(fēng)的地區(qū)使用。
　　2.1.2 升力型垂直軸風(fēng)力機(jī)
　　升力型垂直軸風(fēng)力機(jī)外形差異較大，簡(jiǎn)單的分類又有如下幾種。第一種是經(jīng)典達(dá)里厄型。經(jīng)典達(dá)里厄型風(fēng)力機(jī)葉片弦寬較小、葉片數(shù)量2-3 個(gè)，啟動(dòng)性能差，需要借助其他手段啟動(dòng)，但最大的缺陷在于由于葉片的連接結(jié)構(gòu)形式，風(fēng)力機(jī)無法實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)限速，因此強(qiáng)風(fēng)時(shí)就無法運(yùn)轉(zhuǎn)，否則風(fēng)力機(jī)極易解體。如果作為并網(wǎng)型風(fēng)力機(jī)，該產(chǎn)品應(yīng)用范圍較窄，但優(yōu)點(diǎn)是無需塔架，風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低。
　　第二種升力型為直葉片H 型，直葉片H 型風(fēng)力機(jī)如果設(shè)計(jì)得當(dāng)，可實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)限速而達(dá)到超速控制的目的，但該類型風(fēng)力機(jī)葉片和軸的連接方式呈多樣化，通過葉片和軸的不同連接方法，風(fēng)輪將獲得不同的力學(xué)和氣動(dòng)特性。此外，H 型直葉片還衍生出雙H 型直葉片垂直軸風(fēng)力機(jī)。
　　A 類是葉片兩端和軸平行連接。這種風(fēng)輪葉片兩端和軸平行連接，氣動(dòng)性能較優(yōu)，但軸長(zhǎng)度高，受到的彎矩較大，不利于風(fēng)輪的力學(xué)特性。
　　B 類是將風(fēng)輪軸縮短到最低限度，風(fēng)輪軸僅為發(fā)電機(jī)軸的突出部位，連接葉片的部件傾斜和發(fā)電機(jī)軸連接，并和葉片在葉片的中部連接，由于軸短，因此軸所受彎矩最小，軸載荷就小，有利于軸的設(shè)計(jì)并降低風(fēng)力機(jī)重量和成本。
但當(dāng)風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)后，由于風(fēng)輪內(nèi)、外以及風(fēng)輪內(nèi)部各點(diǎn)的空氣壓差不同，上、下“敞開”的風(fēng)輪將造成風(fēng)輪內(nèi)、外壓差損失，而壓差正是升力型垂直軸風(fēng)力機(jī)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的最重要因素。該型風(fēng)力機(jī)是以犧牲氣動(dòng)效率達(dá)到力學(xué)結(jié)構(gòu)最優(yōu)為目的，因此在葉片、實(shí)度、葉片數(shù)量等各項(xiàng)設(shè)計(jì)相同條件下效率較低。