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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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。

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。