垂直轴风力发电机的发展概况及趋势

垂直轴风力发电机组的优点及其发展前景发布时间：2023-02-01T06:12:45.886Z 来源：《城镇建设》2022年9月18期作者：邵昌盛[导读] 相对于垂直轴风电机组邵昌盛南方海洋科学与工程广东省实验室（湛江）摘要：相对于垂直轴风电机组，垂直轴风电机组在叶片设计方法、安全性、环境保护等方面有较大的优势；发电效率，经济效益，结构；在维修等领域，它的优势很大，影响垂直轴风电机组发展的主要原因有技术和经济两个方面，随着我国风电行业的不断发展，我国风电行业面临着巨大的发展机遇。

关键词：垂直轴风力发电机组；优点；影响因素；发展前景引言风车的转动轴线与地表或来向的风车叫做垂直轴风轮机。

其特点是：转动轴线与地表相垂直，且与风方向相平行。

我国风电厂采用的大型风电机组，主要是因为受某些技术和经济因素的影响。

在我国风能发展的背景下，垂直轴型风电场的研究与利用越来越受关注，已逐渐成为风能设备生产与应用的重要课题。

一、与水平轴风力发电机组相比，垂直轴风力发电机组具有系列优点（一）支撑叶片设计的方法相对科学当前，支持垂直轴风机的桨叶结构的研究多采用了叶素动力学模型，而 Glauert法和 Wilson法是其最常用的方法。

但是，叶素原理忽视了各个叶素之间的相互影响，采用有关原理来进行桨叶的设计时，忽视了对叶形的影响，从而使其不够精确；尽管该方法不会对风机的外形进行优化，但其对风机的风能利用率有很大的影响。

同时，由于各个叶片的相互干涉和整体的流动比较错综复杂，仅凭叶素分析法难以得到准确的计算。

由于计算流体力学（CFD）技术的迅速发展，现有 CFD技术已可以对具有较大形状的复杂流动进行数值仿真，包括：叶片的冲击和强度、气流分离、表面压力分布等；涡流的产生和传播、力的大小和力的改变，都能用电脑进行计算和图像的呈现。

采用 CFD法对垂直轴风电机组的叶片进行了计算，其计算结果与叶素原理相比具有很大的优越性，从 CFD工艺的实践来看，采用 Darrieus型 H型风车，其叶片各剖面均是一样的；该方法可以将其简单地压缩成一个平面的模型，从而大大减少了计算的网格量。

垂直轴风机发展趋势垂直轴风机（VAWT）作为一种创新型的风能转换装置，在近年来得到了越来越多的关注和研究。

与传统的水平轴风机（HAWT）相比，VAWT具有许多优点，例如结构简单、设计灵活、起风速低、适应性强等。

因此，VAWT在垂直轴风机发展趋势方面有着极大的潜力。

1.提高效率：为了提高VAWT的风能转换效率，研究人员正在不断寻求新的设计和材料。

一种常见的改进方法是采用更高效的叶片设计，例如改变叶片形状、采用翼型叶片等。

此外，使用新型高性能材料也可以提高效率。

通过这些改进，VAWT的风能转换效率将会大幅提升。

2.减小噪音：垂直轴风机往往比水平轴风机产生更低的噪音。

然而，在城市和居民区域安装VAWT仍然存在着噪音问题。

因此，研究人员目前正致力于减小VAWT的噪音水平。

一种方法是通过改变叶片形状和布局来减少气流噪音。

另一种方法是采用新型的减振材料来减少机械噪音。

这些改进将有助于将VAWT更广泛地应用于城市环境。

3.提高可靠性和耐久性：为了提高VAWT的可靠性和耐久性，研究人员正在开发新的结构和材料。

目前，许多VAWT使用钢铁或铝合金作为主要结构材料，但这些材料容易生锈和腐蚀。

因此，研究人员正在寻求使用耐腐蚀性更好的材料，例如复合材料和纳米涂层。

此外，结构优化和疲劳分析也可以提高VAWT的耐久性，延长其使用寿命。

4.提高可视性：由于VAWT可以在低风速条件下运行，因此其安装位置更加灵活。

VAWT可以安装在建筑物的屋顶、景观区域、停车场等地方，以最大限度地利用风能资源。

然而，VAWT的可视性问题是限制其在城市和居民区域安装的一个重要因素。

为了解决这个问题，研究人员正在开发新的设计和材料，使VAWT更加美观和融入周围环境。

5.发展智能化和自适应控制技术：随着智能技术的飞速发展，智能化和自适应控制技术将在VAWT中得到广泛应用。

通过添加传感器和数据采集系统，可以实现对风速、温度、湿度等环境参数的实时监测和数据分析。

风能发电技术现状与展望随着全球环保意识的提升，新能源发电成为了未来电力行业的发展趋势。

其中，风能作为一种可再生的清洁能源，在全球范围内得到了广泛的应用。

本文将分析现阶段风能发电技术的发展现状，并对其未来的展望进行探讨。

一、风能发电技术现状1.1 风能发电技术的分类风能发电技术可以分为水平轴风力发电机组和垂直轴风力发电机组两大类。

其中，水平轴风力发电机组广泛应用于当前市场，其以传统的桨叶风力发电机为主要形式，具有发电量大、效率高等特点；而垂直轴风力发电机组则是近年来的研究热点，其具有叶轮空间利用率高、抗风性好等优点。

1.2 风能发电技术的优点风能发电技术作为一种清洁的新能源，具有以下几个优点：（1）可再生：风能发电技术的源头来自于自然界中的风能，不需要燃料，因此具有很强的可再生性；（2）环保：风能发电不会产生污染物和温室气体，对环境无损；（3）成本低：随着风能发电技术的发展，其生产成本不断下降，目前已经很接近化石能源的发电成本；（4）安全可靠：风能发电设备具有很强的稳定性和耐用性，可以长期运行，在保证能源安全的同时保障了设备的质量和寿命。

1.3 风能发电技术的发展历程随着风能的逐渐发掘和开发利用，风能发电技术的研究也逐渐得到了进展。

从最初单纯的机械泵水到20世纪初期发展出的风力机发电，再到目前市场上主流的桨叶水平轴风力发电机组，风能发电技术得到了长足的发展。

其中，风力发电机组的功率不断提高，从最初的几千瓦到目前市场上最大的3.6MW，单机容量逐渐增大，经济效益得到了进一步提高。

1.4 风能发电技术的应用情况目前，全球范围内的风能发电机组主要分布在欧洲、中国以及美国等国家。

其中，欧洲拥有全球最大的风能发电装机容量，2019年的总装机容量达到了2.03亿千瓦，其中德国、西班牙、英国、法国和意大利的风能装机容量占了欧洲总装机容量的80%以上。

而在中国，截至2019年，我国的风能装机容量已经达到了2.4亿千瓦，居全球第一。

垂直轴风力发电机报告标题：垂直轴风力发电机的发展与应用，技术报告摘要：本报告介绍了垂直轴风力发电机的发展历程、工作原理以及其在可再生能源领域的应用。

首先，我们回顾了垂直轴风力发电机的起源和发展过程；接着，我们详细解释了垂直轴风力发电机的工作原理和方案；最后，我们探讨了垂直轴风力发电机在城市、农村和离岸等不同场景中的应用前景。

通过本报告的阅读，读者将对垂直轴风力发电机有更深入的了解，并认识到其在可再生能源行业中的潜力。

一、引言风力发电是现代可再生能源行业的重要组成部分之一、传统的水平轴风力发电机在市场上占据主导地位，但近年来，垂直轴风力发电机作为一种新型的发电设备逐渐崭露头角。

本报告旨在介绍垂直轴风力发电机的发展历程、工作原理和应用前景。

二、垂直轴风力发电机的发展历程垂直轴风力发电机最早在古希腊时期就有了雏形。

随着工业革命的发展，风力发电开始发展为一个产业，并引入了水平轴风力发电机。

然而，水平轴风力发电机存在一些问题，例如受风向影响较大、噪音较大等。

为了克服这些问题，垂直轴风力发电机逐渐成为研究重点。

三、垂直轴风力发电机的工作原理垂直轴风力发电机的工作原理与水平轴风力发电机有所不同。

水平轴风力发电机通过风车叶片转动发电，而垂直轴风力发电机则通过风力对转子产生的扭矩直接转动发电。

转子通常由多个垂直排列的叶片组成，利用风力使其旋转。

此外，垂直轴风力发电机的叶片通常具有对流式设计，以增强其效率。

四、垂直轴风力发电机的应用前景垂直轴风力发电机在城市、农村和离岸等不同场景中都有广阔的应用前景。

在城市中，垂直轴风力发电机可安装在高楼大厦或公共设施上，利用城市中的空气流动发电。

在农村中，垂直轴风力发电机可以解决偏远地区电力供应问题。

而在离岸领域，垂直轴风力发电机可以利用海上的强劲风力进行发电，为离岸油田等设施提供清洁能源。

五、结论通过本报告的介绍，我们了解到垂直轴风力发电机的发展历程、工作原理和应用前景。

垂直轴风力发电机作为一种新型的发电设备，具有设计灵活性强、受风向影响小等优势，在可再生能源行业具有广阔的应用前景。

垂直轴风力发电机市场分析报告1.引言1.1 概述垂直轴风力发电机是一种新型的风能利用设备，与传统的水平轴风力发电机相比，具有更好的适应性和性能。

本报告旨在对垂直轴风力发电机市场进行全面的分析，包括市场现状、发展趋势和竞争分析。

通过对市场前景的展望，希望为投资者和行业从业者提供有益的参考，促进行业的健康发展。

1.2 文章结构文章结构部分的内容可以描述整篇文章的组织结构和内容安排，包括每个部分的主要内容和重点讨论的内容。

可以简单介绍每个部分的主题和目的，以及它们之间的逻辑关系和连接。

同时也可以说明每个部分对于整篇文章的重要性，以及对读者的价值和意义。

1.3 目的本报告的目的是对垂直轴风力发电机市场进行全面深入的分析和研究，从而全面了解该市场的现状和发展趋势。

通过对市场的分析，可以帮助投资者和企业制定相关的发展战略，了解市场的竞争格局和未来发展趋势。

同时，可以为政府相关部门提供参考，制定政策支持和引导市场的健康发展。

希望本报告能够为各方提供有益的参考和指导，促进垂直轴风力发电机市场的健康持续发展。

1.4 总结总结部分:在本报告中，我们对垂直轴风力发电机市场进行了全面的分析和研究。

我们从概述了垂直轴风力发电机的基本特点和优势，分析了当前市场现状，包括市场规模、市场份额、竞争格局等方面。

同时，我们也对市场的发展趋势进行了预测和分析，包括技术发展、政策环境、需求趋势等方面。

在结论部分，我们对垂直轴风力发电机市场的前景进行了展望，同时对市场竞争情况进行了分析，总结了本报告的主要内容和观点。

通过本报告的研究，我们可以得出垂直轴风力发电机市场有着广阔的发展前景，但也面临着激烈的竞争局面，需要不断创新和提升技术，以应对市场的挑战。

希望本报告的内容能够为相关行业和企业提供参考，推动垂直轴风力发电机市场的健康发展。

2.正文2.1 垂直轴风力发电机概述垂直轴风力发电机是一种利用风能转化为电能的设备，相较于传统的水平轴风力发电机，垂直轴风力发电机具有独特的结构和工作原理。

风力发电的发展趋势一、风力发电的发展历程风力发电的历史可以追溯到2000多年前，最早的风力发电综合利用风能的方式是风车，用来提供机械动力，比如磨面粉，抽水等。

而第一批商业风电机组、则出现在1870年左右。

直到今天，风力发电已经成为了全球最重要的新型能源，并且取得了重大的发展成就。

随着技术的进步，风力发电的效率和可靠性不断提升，成本不断降低，其在能源领域的地位日益重要。

二、风力发电的技术趋势1. 大型化、高效化目前，风力发电机组的容量不断增大，从最早的几十千瓦，到目前的数兆瓦级别，未来还有望进一步提升。

大型化的风力发电机组不仅可以更好的利用风能，提高能源转换效率，而且在降低单位能耗成本方面也具有明显的优势。

2. 智能化随着物联网、云计算、大数据等信息技术的快速发展，风力发电设备也面临着智能化的趋势。

智能化技术可以对风力发电设备进行远程监控和管理，提高设备的运行效率和可靠性。

智能化技术还能帮助运维人员更好的进行预测性维护，延长设备的使用寿命，提高整体的投资回报率。

3. 海上风电随着陆地资源的日益枯竭，海上风电已经成为未来风力发电的主要发展方向。

海上风电资源丰富，风速稳定，且对景观和环境影响较小。

相比陆地风电，海上风电技术较为成熟，但同时也面临着更大的挑战。

未来海上风电将会实现更大规模的商业化应用，并成为风电发展的主要领域之一。

1. 全球化发展随着全球化进程的不断加速，风力发电已经成为全球范围内的发展热点。

不论是发达国家还是发展中国家，都纷纷投入大量资金用于风力发电的研发和建设。

未来，风力发电将进一步实现全球化发展，全球范围内将形成更为紧密的合作与竞争格局。

2. 多元化利用未来风力发电将逐步实现多元化利用，不仅可以作为发电设施，同时还可以与其他能源形式进行有效整合，例如与太阳能、储能、地热能等形成混合能源，实现对能源的高效利用。

未来风力发电还有望在工业、农业、交通运输等领域实现更加广泛的利用。

随着全球气候变化的不断加剧，各国纷纷加大对可再生能源的发展力度，风力发电成为了各国发展可再生能源的主要选择之一。

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。

风力发电装备现状及未来发展趋势分析随着全球环保意识的逐渐增强，新能源成为了社会热议的话题之一。

而风力发电作为新能源的代表之一，它被广泛应用于各个国家的能源领域。

风力发电有着不同的形式，最常见的就是风力涡轮发电。

在这篇文章中，我们将会对风力发电装备现状及未来发展趋势作一些分析。

一、风力发电装备现状目前，全球风力发电产业已经相对成熟，主要的风力发电制造商也已被广泛接受。

据国际能源署（IEA）统计，2019年全球风力发电装机容量达到了650GW。

其中，中国、美国、德国、印度和西班牙是全球最大的风力发电市场。

1、风轮风轮是风力发电的核心部件，是将风的动能转化为机械能的元件。

目前常见的风轮包括了水平轴风力发电机组（HAWT）和垂直轴风力发电机组（VAWT）。

HAWT 相对成熟，因其系统在性能和可靠性方面具有一定的优势，也是目前全球风力发电站中应用最广的轮盘型风机。

2、塔架塔架是风轮的支架，通常采用钢铁结构，高度可达数十米，塔架高度越高，所产生的风能就越大。

目前市场上的塔架多为单节式塔架和多节式塔架两种，其中单节式塔架最为常见。

3、变速器变速器是风力发电机的关键部件，主要作用是使风轮产生更高的转速，从而提高发电量。

目前市场上的变速器主要分两种，一种是常规变速器，另一种则是直接驱动发电机。

4、电子控制系统电子控制系统是风力发电机组中不可缺少的部件，主要对发电机组各项参数进行检测、控制和保护。

电子控制系统的主要组成部分包括变压器、电池组、逆变器等。

二、风力发电未来发展趋势风力发电在全球范围内仍处于大力推广和发展的重要时期，未来的发展趋势将会呈现以下方向。

1、技术的不断提升随着技术的发展和进步，风力发电的效率和可靠性将会不断提高，同时生产成本也将逐渐降低。

在高效风力涡轮机的发展方面，实现百米级的涡轮机可再生能源发电已成为制造商的重中之重。

2、海上风力发电开发海上风力发电是未来发展的重点方向之一。

海洋风能资源丰富、稳定、没有土地限制等优势，且可以与深海氢气制备结合，发挥更大的价值。

风能发电的现状与发展趋势分析引言：随着全球对可再生能源的需求不断增长，风能发电作为一种环保、可持续的清洁能源逐渐受到关注。

本文将对风能发电的现状及其未来的发展趋势进行分析。

一、风能发电的现状1.1 技术成熟度风能发电技术经过多年的发展，已经相当成熟。

目前已有多种不同类型的风力发电机组，包括水平轴风力发电机组和垂直轴风力发电机组。

这些技术的发展使得风能发电在可靠性和效率方面都有了很大的提升。

1.2 能源贡献根据国际可再生能源机构的数据，截至2020年末，全球风力发电装机容量已经达到了743.38 GW。

风能发电在全球电力供应中所占比例逐年增加，目前已达到了5%左右。

一些国家甚至已经实现了风力发电在电力供应上的重要地位，如丹麦、德国和西班牙等。

1.3 经济可行性随着技术的进步和成本的下降，风能发电的经济可行性逐渐提高。

根据国际可再生能源机构的数据，全球风能发电的平均发电成本在过去十年中持续下降，已经接近或低于许多传统能源发电方式。

这意味着风能发电已经具备了商业化发展的条件。

二、风能发电的发展趋势2.1 技术创新风能发电技术仍然具有进一步创新的潜力。

研究人员正致力于改进风力发电机组的效率、降低成本和提高可靠性。

例如，目前正在研究开发更高效的风轮设计、新型材料和智能化控制系统，以提高风能发电的整体性能。

2.2 规模化应用随着风能发电技术的成熟，大型风力发电场的建设已成为可能。

通过规模化应用，可以进一步降低风能发电的成本，提高其经济可行性。

此外，为了利用地理上的优势，风力发电场的建设也越来越多地集中于海上，这进一步拓展了风能发电的潜力。

2.3 智能化与数字化智能化和数字化技术的应用将为风能发电带来更多的机会。

通过传感器和互联网技术，可以实现对风力发电机组的监测、运维和优化。

这不仅能提高风能发电的可靠性和效率，还可以降低维护成本和延长设备的使用寿命。

2.4 风能与其他能源的整合随着全球可再生能源的需求增长，风能发电也将与其他能源形式进行整合。

现代风力发电技术的发展趋势随着全球气候变化的加剧，越来越多的人们开始认识到环保和可持续发展的重要性。

在这样的背景下，风力发电成为了一种备受关注的可再生能源。

在过去的几年里，风力发电技术取得了长足的进展，也面临着越来越多的挑战。

本文将探讨现代风力发电技术的发展趋势。

一、技术趋势目前，风力发电技术主要有两种类型：水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。

水平轴风力发电机是目前使用最广泛的类型，它的主要特点是风轮位于塔顶上方，有一根水平轴将风轮与发电机连接起来。

垂直轴风力发电机则将风轮安装在塔的正中央，可以更好地适应各种复杂气象条件。

随着技术的不断进步，未来风力发电技术的发展趋势主要体现在以下几个方面。

1.提高效率目前，水平轴风力发电机的转换效率在30%至50%之间，而垂直轴风力发电机的转换效率通常在30%以下。

未来的技术趋势将主要集中在提高效率这个方向上。

一种可能的方法是采用更高级的制造材料和更精密的工艺，可以大幅提高风力发电机的效率。

此外，采用先进的控制系统和人工智能技术也可以提高风力发电机的运行效率。

2.增加可靠性由于气象条件的不确定性，风力发电系统往往容易受到风速、风向等因素的影响，这可能导致设备故障和性能下降。

因此，未来的技术趋势将集中在增加风力发电系统的可靠性和稳定性，以减少设备故障和维护成本。

这包括采用智能控制系统、传感器和监测系统，以及提高设备防雷等措施。

3.提高可控性风力发电系统受到风速等气象条件的影响较大，因此在一定程度上缺乏可控性。

为了让风力发电系统更加智能化、自动化，未来的技术发展趋势将主要集中在设计和制造智能型风力发电机，以实现远程监测和控制。

二、市场趋势除了技术因素，市场也是驱动风力发电技术发展的重要因素。

未来的市场趋势主要体现在以下几个方面。

1.巨头企业占据主导地位随着风力发电市场的成熟和规模的扩大，大型企业将占据主导地位。

目前，全球的风力发电装机量和市场份额主要由少数几家大型企业占据，这将成为未来市场的趋势。