Español
日本語
EngLish
中文
垂直轴风力发电机（Vertical Axis Wind Turbine，简称VAWT）是一种特殊类型的风力发电机，其风轮的旋转轴垂直于地面或气流的方向。这种发电机在风向改变时无需对风，简化了结构设计，并减少了风轮对风时的陀螺力。以下是关于垂直轴风力发电机的详细介绍：
一、分类
垂直轴风力发电机主要分为两类：
- 阻力型：利用空气流过叶片产生的阻力作为驱动力。这种类型的发电机有较大的启动力矩，但尖速比低，即在风轮尺寸、重量和成本一定的情况下，提供的功率输出较低。
- 升力型：利用空气流过叶片产生的升力作为驱动力。与阻力型相比，升力型的垂直轴风力发电机在转速增加时，阻力急剧减小而升力增大，因此效率更高。
二、类型与特点
垂直轴风力发电机有多种类型，包括但不限于：
- S型风车：具有部分升力，但主要还是阻力装置。
- 达里厄式风轮：法国G.J.M达里厄于19世纪30年代发明的，弯曲叶片的剖面是翼型，启动力矩低但尖速比高，功率输出较高。世界上有多种达里厄式风力发电机，如Φ型、Δ型、Y型和H型等，可以设计成单叶片、双叶片、三叶片或多叶片。
- 马格努斯效应风轮：由自旋的圆柱体组成，通过马格努斯效应产生移动力，其大小与风速成正比。
- 管道或漩涡发生器塔：通过套管或扩压器使水平气流变成垂直气流，以增加速度。
三、发展现状
垂直轴风力发电机最初是为了解决应急电源和边远地区供电而开发出来的产品。随着技术的发展和全球对可再生能源的重视，垂直轴风力发电机在风电行业中的地位逐渐提升。尤其是在新兴市场，如中国，风电发展迅速，垂直轴风力发电机也得到了广泛关注和应用。
中国在垂直轴风力发电机的研究和生产方面取得了显著成就。2002年，中国率先开始了新型垂直轴风力发电机的研究，并在短时间内取得了重大突破。目前，中国已经成为全球风电最为活跃的场所之一，吸引了大量国外风电巨头在中国设厂或与国内企业合资生产。
四、应用领域
垂直轴风力发电机适用于多种场合，包括但不限于：
- 边远地区供电：由于无需对风，安装和维护相对简单，适合在偏远地区或人迹罕至的地方使用。
- 风光互补系统：与太阳能发电系统结合使用，形成风光互补系统，提高供电的稳定性和可靠性。
- 实验教学和展示：由于其独特的结构和工作原理，垂直轴风力发电机也常被用于实验教学和展示中。
五、总结
垂直轴风力发电机作为一种特殊类型的风力发电机，具有无需对风、结构简化、减少陀螺力等优点。随着技术的发展和全球对可再生能源的重视，垂直轴风力发电机在风电行业中的地位将不断提升，并在更多领域得到广泛应用。