垂直轴磁悬浮风力发电机与水平轴风力发电机的对比

垂直轴发电机原理
垂直轴发电机是一种将风能转化为电能的装置，其原理是利用风的动力来旋转发电机转子，从而产生电能。

相较于传统的水平轴风力发电机，垂直轴发电机具有许多独特的优势，如更少的维护需求、更高的效率和更好的稳定性。

首先，让我们深入了解垂直轴发电机的原理。

当风吹向垂直轴发电机的叶片时，风力将叶片推转，使得转子旋转。

这种旋转运动进一步驱动发电机中的磁场和线圈，从而产生电流。

与水平轴发电机不同，垂直轴发电机无需调整角度以捕捉最佳风能，因为它们在任何风向条件下都能够工作。

垂直轴发电机的独特之处在于其高效性和稳定性。

由于垂直轴发电机在风向变化时能够快速响应，因此它们能够更好地捕获风能，从而提高发电效率。

此外，垂直轴发电机具有自我保护机制，可以在风速过高时自动停机，以避免过度磨损和潜在的机械故障。

垂直轴发电机的应用场景广泛。

由于其高效性和稳定性，它们在风能丰富的地区如山区和海岛等地被广泛应用。

此外，垂直轴发电机还具有体积小、结构紧凑的优点，因此它们适用于各种规模的项目，从家庭供电到大型风电场都可以应用垂直轴发电机。

总的来说，垂直轴发电机是一种高效、稳定且可靠的发电方式，能够有效地将风能转化为电能。

随着技术的不断发展和完善，相信垂直轴发电机在未来会发挥越来越重要的作用，为人类提供更清洁、可持续的能源解决方案。

垂直轴风力发电机有什么优势？目前风力发电机发展这么多年，基本上形成了水平轴和垂直轴两种发电方式，有点卧缸发动机和立缸发动机的对比味道了。

目前国内大多数还是水平轴的风力发电系统，特别是大功率的发电系统基本上是水平轴的，主要是和制造水平有关系。

水平轴的风力发电，主要是结构简单，效率相对高，已经规模化生产了，但是水平轴的需要对风的装置，而且发电机要放置在塔顶，这样维修起来成本比较高，所以未来应该是垂直轴的天下才对，垂直轴的风力发电，有以下优势，请关注：容济点火器1、垂直轴的发电系统装在塔筒的底下，整体重心低，更容易适应复杂环境和大型化，毕竟安装维修都方便。

2、垂直轴的桨叶旋转起来是一个简单的圆柱形，理论上能接受各个方向的风能，不用对风装置，发电量应该会更高。

3、噪音小，一般十几转就可以发电了，200转已经是额定转速，一般风速1-28米/秒的范围就可以发电，转速低，也不会影响生态，也不用润滑油。

4、转动半径小，可以节约更多的空间，能容纳下更多的设备。

5、抗风的能力非常小，50米/秒的台风下都可以工作。

6、发电机输出的曲线比较硬，在风速5-9米/秒的范围内，输出的电量要高过水平轴20%左右。

7、控制上也简单，并不需要为宜以及偏航系统来驱动桨叶运行。

8、刹车系统简单。

但是因为叶片在一个圈里边运行，不产生力矩，所以整体效率不如水平轴的风力发电。

如果速度超过一定范围控制起来有一定困难，而且启动不容易，这些因素都需要在未来技术发展过程中来完善。

1评论傲世灬琉璃 07-30 10:296赞踩垂直式可以更好的利用各个方向的风能，免除了现在风机的偏航对风、以及风自身的切面仰角，大大提高了风能的利用效率，但同时，因为其自身结构问题，导致无法发展成为大型发电机，但国家现在政策正在由集中式风力发电转向分布式发电，所以，垂直式风力发电机，在未来几年可能会迎来井喷式发展立式。

回答收藏问题 | 查看更多问答我有靠谱回答2个回答容济点火器容济官方头条号 9小时前4赞踩目前风力发电机发展这么多年，基本上形成了水平轴和垂直轴两种发电方式，有点卧缸发动机和立缸发动机的对比味道了。

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。

萨渥纽斯型
总结词
萨渥纽斯型垂直轴风力发电机是一种高效的风力发电机，其 设计独特，能够捕获更多的风能，适合在高风速环境下运行 。
详细描述
萨渥纽斯型垂直轴风力发电机采用类似于空气动力学翼型的 结构，能够有效地将风能转化为机械能。这种类型的发电机 通常适用于风速较高的地区，因为它能够以更高的转速产生 更多的电力。
水平轴风力发电机
设计相对复杂，需要较高的塔架支撑 ，但发电效率较高。
性能与效率比较
垂直轴风力发电机
在低风速下具有较高的发电效率，适 用于风力资源较为分散的地区。
水平轴风力发电机
在高风速下发电效率更高，适用于风 力资源丰富的地区。
THANKS
谢谢您的观看
总结词
霍尔茨曼型垂直轴风力发电机是一种具有独特设计风格的风力发电机，其外观美观，适合作为景观装 置使用。
详细描述
霍尔茨曼型垂直轴风力发电机采用类似于艺术装置的结构设计，外观美观，能够与周围环境相融合。 这种类型的发电机通常适用于城市、公园等需要景观装置的场所，不仅能够提供电力，还能够美化环 境。
03
许多国家和地区出台政策 支持可再生能源的发展， 为垂直轴风力发化
未来垂直轴风力发电机将更加智 能化和自动化，提高发电效率和
可靠性。
海上风电
随着海上风电技术的成熟，垂直轴 风力发电机在海上风电领域的应用 将逐渐增多。
融合多种能源
垂直轴风力发电机将与其他可再生 能源技术相结合，形成多能互补的 能源系统，提高能源利用效率和稳 定性。
02
发电机产生的电能通过电缆传输 到电网或直接供给用户使用。
历史与发展
起源
垂直轴风力发电机的研究始于20 世纪初，但直到近年来才得到广

垂直轴风力发电原理介绍
垂直轴风力发电机的基本结构包括发电机和转子。

发电机通常被安装在转子的顶部，可以直接将旋转的机械能转化为电能。

转子由若干个垂直放置的叶片构成，可随风的方向变化而旋转。

当风吹过转子，叶片受到气流的冲击和推动，从而导致转子旋转。

转子的旋转驱动发电机转子产生电能。

1.引导风向：
垂直轴风力发电机的叶片结构和形状可以引导风流向叶片，从而增加风能的捕获效率。

由于叶片的垂直放置，风吹来时叶片不需要改变朝向，可以直接接受气流的冲击。

这种结构使得垂直轴风力发电机对于风向的依赖性较低，可以在各种风向下都能工作。

2.提高容量因子：
容量因子是风力发电机组实际发电量与理论发电量之比。

垂直轴风力发电机通过改变叶片的数量和形状，可以提高容量因子，从而提高发电效率。

与水平轴风力发电机相比，垂直轴风力发电机的叶片分布更加均匀，可以将风能更充分地转化为电能。

这使得垂直轴风力发电机在低风速和高风速条件下的表现更好，可以发电更稳定、连续。

此外
1.抗风能力强：
2.变速范围广：
总而言之，垂直轴风力发电机通过改变叶片结构和形状，可以提高风能的捕获效率和发电效率。

其独特的结构和工作原理，使其适用于各种风
向和风速条件下的发电场景。

随着技术的不断进步和应用的推广，垂直轴风力发电有望成为未来可持续发展能源的重要组成部分。

2023年垂直轴风力发电机行业市场分析现状
垂直轴风力发电机是一种相对较新的风力发电技术，与传统的水平轴风力发电机相比，具有一些优势。

然而，垂直轴风力发电机行业市场在目前仍然相对较小。

首先，垂直轴风力发电机具有良好的适应性。

它们可以在低风速环境下运行，这使其适用于更多的地理区域。

此外，垂直轴风力发电机可以更好地适应复杂的风向变化，这使其可以在城市和郊区等复杂地形中运行。

其次，垂直轴风力发电机相对较小。

由于其设计特点，垂直轴风力发电机的尺寸相对较小，使其更适合在城市和郊区等有限空间中应用。

这也使得垂直轴风力发电机更容易安装和维护。

然而，垂直轴风力发电机行业市场面临一些挑战。

首先，垂直轴风力发电机的发电效率相对较低。

与水平轴风力发电机相比，垂直轴风力发电机在同样的风速下产生的电力较少。

这限制了其在商业应用中的发展。

其次，垂直轴风力发电机的成本较高。

由于垂直轴风力发电机市场规模相对较小，其生产和安装成本较高。

这使得垂直轴风力发电机的投资回报周期较长，限制了其在市场上的竞争力。

此外，垂直轴风力发电机行业市场的政策支持较少。

目前，政府对风力发电行业的支持主要集中在水平轴风力发电机上，垂直轴风力发电机的政策支持相对较少，这也限制了其市场规模的扩大。

综上所述，垂直轴风力发电机行业市场在目前仍然较小。

虽然该技术具有一些优势，如良好的适应性和较小的尺寸，但其发电效率较低和高成本等问题限制了其发展。

因
此，行业需要进一步加大技术研发和政策支持，以促进垂直轴风力发电机行业市场的发展。

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。

风力机垂直轴全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：风力机是一种利用风能转化为电能的设备，广泛应用于风能资源丰富的地区。

在风机的设计中，垂直轴风力机是一种常见的设计方案。

相对于水平轴风力机，垂直轴风力机的优势在于其构造简单、不受风向影响、噪音更小等特点，因此备受关注和研究。

垂直轴风力机主要由轴、桅杆、叶片、转子、发电机等部分组成。

轴是连接叶片和发电机的关键部件，负责传动叶片运动产生的动力并输出到发电机。

桅杆是支撑整个风力机的部分，需要具有足够的强度和稳定性以承受叶片受风力带来的力量。

叶片是将风能转化为机械能的部分，设计合理的叶片可以提高风力机的效率。

转子则是由轴、叶片等部分组成的整体，负责传递叶片的转动力量。

垂直轴风力机的工作原理是利用风力带动叶片转动，通过轴传递叶片的动力到发电机，最终产生电能。

在风力机设计中，叶片的形状和数量、叶片与轴之间的夹角等因素都会影响风力机的性能。

因此在设计阶段需要对这些参数进行合理的选择，以提高风力机的效率和产能。

垂直轴风力机相较于水平轴风力机在一些方面具有优势。

垂直轴风力机的叶片可以在任何风向下都可以受到均匀的力，不受风向限制，因此可以在不同风力和风向下保持高效工作。

垂直轴风力机的噪音更小，由于叶片受风力方向的变化较小，产生的空气湍流和振动也较小，减少了风力机运行时的噪音污染。

垂直轴风力机的维护成本相对较低，因为轴承和传动系统的设计更为简单，易于维修和更换零部件。

垂直轴风力机也存在一些不足之处。

相对于水平轴风力机，垂直轴风力机在技术上要求更高，设计和制造成本也更高。

垂直轴风力机的发电效率相对较低，因为叶片的设计和布局可能导致风阻增大，影响发电效果。

垂直轴风力机的运行稳定性相对较差，在风力强大时容易受到外部影响产生过大的运转压力。

第二篇示例：风力机是一种利用风能转变为机械能或电能的设备，通过对风力机不同轴向的分布可分为水平轴风力机和垂直轴风力机。

本文将重点介绍垂直轴风力机，探讨其原理、优缺点以及应用领域。

风能发电的技术与应用情况随着全球气候变暖及能源需求的不断增长，对可再生能源的需求也越来越高。

风能发电作为一种重要的可再生能源，不仅具有环保和可持续的特点，而且成本较低，目前已成为许多国家的主要能源来源之一。

本文将探讨风能发电的技术与应用情况。

一、风能发电的技术1.水平轴风力发电机技术水平轴风力发电机技术是目前应用最广泛的一种风能发电技术。

它的基本原理是利用风轮带动发电机旋转，将风能转化为电能。

由于水平轴风力发电机性能稳定，可靠性高，适应性广等特点，因此被广泛应用于风能发电领域。

2.垂直轴风力发电机技术垂直轴风力发电机技术是一种新型的风能发电技术。

与水平轴风力发电机不同的是，垂直轴风力发电机的风轮垂直于地面。

由于垂直轴风力发电机结构简单，转子叶片形状多样化，因此具有更高的风能利用率及更好的适应性。

3.风光互补技术风光互补技术是一种综合利用太阳能和风能的技术。

其基本原理是在风力发电机上安装太阳能电池板，利用太阳能进行光伏发电。

在阳光不充足的情况下，风力发电机继续发电，发电系统的稳定性得到了保障。

二、风能发电的应用情况1.全球范围内的应用情况目前，在全球范围内，风能发电已成为最受欢迎的可再生能源之一。

据国际能源署(IUE)的统计，全球风能发电装机容量已超过750GW，其中中国、美国、德国、印度和西班牙是风能发电容量最大的五个国家。

2.中国的应用情况在中国，风能发电已成为能源转型的重要方向。

据中国电力行业协会的统计数据，截至2019年底，中国风能发电装机容量已达到约230GW。

尤其是在北方沿海地区，风资源丰富，风力发电已成为重要的能源供应方式。

3.未来的应用前景随着环境和能源问题的日益突出，风能发电在未来的发展前景也非常广阔。

未来的风力发电技术将以提高风能利用率、降低成本为主要发展方向。

此外，随着5G、物联网等新技术的发展，智慧风能的应用也将越来越广泛。

总之，风能发电作为一种优秀的可再生能源，已经在全球范围内得到广泛发展和应用。

垂直轴风力发电机是未来风电的必然发展方向根据机型风力发电机可分为两类：水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。

现在在全世界运行的风力发电机总数中，水平轴桨叶式风电机为90%以上，这是由于历史上理论上的误区，错误的认为垂直轴风机的发电效率要远远低于水平轴造成的，而近年来，随着理论的进步，实际风场的验证，以及风机大型化趋势的发展，垂直轴风机的优势越来越明显，如果我国的风机制造企业，还是一味的跟在西方国家的后面，抱残守缺，亦步亦趋的发展水平轴风机，势必为将来的发展带来危机，相反，如果我国的风机制造企业，抓住目前的战略机遇，迅速抢占垂直轴风机发展的制高点，则可在未来的市场竞争中，占据优势地位，取得超常规的发展。

以下从几个方面对水平轴风电机和垂直轴风电机的优劣做一比较：1、a、水平轴的风机风叶的成本是占据整套机组比例非常大的一个部分，而风机风叶的成本增长，是随着风叶长度，也即风轮半径的增长呈3次方增长的；与此同时，风轮的扫风面积，也即风轮的输出功率是随着风叶长度，也即风轮半径的增长呈2次方增长的；这就使得风叶成本增长的速率远远大于输出功率的增长速率，随着风叶长度的增加，投资成本急剧增长，而输出功率增长较缓慢，因此，很快会达到增长极限。

1b、而垂直轴的风轮是可以向水平方向发展的，也就是线性的增加支撑叶片的力臂长度和叶片数量，就可以达到增加风轮的扫风面积，也就是风轮成本的增长是随着风轮半径的增加呈线性（1次方）增长的，而输出功率的增长是随着风轮半径的增长呈2次方增长的；输出功率的增长速率远远大于投资成本的增长速率，由此可知，垂直轴风电机是随着风机大型化的发展，单位发电功率的投资成本是在迅速降低的。

2、a、同理，水平轴的风机塔筒的成本也是占据整套机组比例非常大的一个部分，而风机塔筒的成本增长，是随着塔筒高度，也即风叶长度，也即风轮半径的增长呈3次方增长的；b、垂直轴风机可以采用轨道支撑的方式，其支撑装置的成本增长也是随风叶长度，也即风轮半径的增长呈线性（1次方）增长的；3、"与传统的水平轴风电系统相比，垂直轴风电系统的风场利用率更高，最多可比传统系统高5倍以上，垂直轴风电系统具有无噪音、无切出的优点，突破了传统系统‘风小时转，风大时停’的低效模式，同时避免了电流时断时续对电网的冲击。

垂直轴风力发电机在风向改变的时候无需对风，在这点上相对于水平轴风力发电机是一大优势，它不仅使结构设计简化，而且也减少了风轮对风时的陀螺力。

垂直轴风力发电机（vertical axis wind turbine VAWT）从分类来说，主要分为阻力型和升力型。

阻力型垂直轴风力发电机主要是利用空气流过叶片产生的阻力作为驱动力的，而升力型则是利用空气流过叶片产生的升力作为驱动力的。

由于叶片在旋转过程中，随着转速的增加阻力急剧减小，而升力反而会增大，所以升力型的垂直轴风力发电机的效率要比阻力型的高很多。

1.阻力型风力发电机的工作原理阻力型垂直轴风力发电机风轮的转轴周围，有一对或者若干个凹凸曲面的叶片，当它们处于不同方位时，相对于它的来风方向所受的推力F是不同的。

风力作用于上述物体上的空气动力差别也很大。

作用力F可表示为：F=1/2?ρ?S·V??C其中ρ——空气密度，一般取1.25（kg/m?）S——风轮迎风面积V——来流风速C——空气动力系数以半球为例，当风吹到半球凹面一侧，c值为1.33，当风吹到半球凸面一侧时，c值为0.34。

对于柱面，当风吹向凹面和凸面时，系数c分别为2.3和1.2。

由于组成风轮的叶片不对称性和空气阻力的差异，风对风轮的作用就形成了绕转轴的驱动力偶，整个风轮随即转动。

2.升力型垂直轴风力发电机原理在下面图中列举了从0度到315度八个位置的叶片，风从左边进入，浅蓝色的矢量v是风速、绿色的矢量u是叶片圆周运动的线速度反向（即无风时叶片感受到的气流速度）、蓝色的矢量w是叶片感受到的合成气流速度（即相对风速）、紫色的矢量L是叶片受到的升力。

我们分析一下叶片在这八个角度的受力情况，在90度与270度的位置，相对风速不产生升力，在其它六个位置上叶片受到的升力均能在运动方向产生转矩力，这也是达里厄风力机能在风力下旋转的道理。

实际上情况要复杂得多，前面分析图是理想状态，是在理想的叶尖速比与没有叶片的阻力时的状态。

垂直轴风力发电机的发展概况及趋势1.方向性较强：垂直轴风力发电机不受风向的限制，可以在任何风向下发电，无需根据风向调整机位。

2.占地面积较小：垂直轴风力发电机的设计紧凑，占地面积相对较小。

3.噪音较低：由于机位不需要根据风向调整，垂直轴风力发电机在运行时噪音较低。

4.耐低速风能力强：垂直轴风力发电机在低速风条件下仍能发电，相比于水平轴风力发电机更具优势。

从技术发展角度来看，垂直轴风力发电机经历了几个阶段：1.早期实验：20世纪70年代和80年代，许多实验性的垂直轴风力发电机被试验和研发。

这些设计主要侧重于提高发电机的效率和可靠性。

2.双/多支撑设计：到20世纪90年代，双支撑的垂直轴风力发电机成为主流。

这种设计可以提高发电机的稳定性和安全性。

3.空气动力学优化设计：21世纪以来，随着空气动力学相关技术的发展，垂直轴风力发电机的设计得到了进一步的优化。

通过改进叶片形状、叶片材料和风阻结构，提高了发电机的效率。

目前，垂直轴风力发电机正朝着以下趋势发展：1.多杆式支撑：多杆式支撑的设计可以提高发电机的稳定性和抗风能力。

这种设计可以使垂直轴风力发电机在恶劣的天气条件下仍能保持高效发电。

2.智能控制系统：随着智能技术的发展，垂直轴风力发电机将配备更先进的控制系统。

这些系统可以实时监测发电机的运行状态，优化发电效率，并自动调整机位。

3.现代化材料应用：新型的轻量材料和复合材料的应用可以减轻垂直轴风力发电机的自重，提高其工作效率和抗风能力。

4.海上应用：随着陆地资源的减少，垂直轴风力发电机被逐渐应用在海上。

海上风力资源更为丰富，而且垂直轴风力发电机的方向性和抗风能力使其更适合海上环境。

总之，垂直轴风力发电机作为一种相对新型的发电机，经过几十年的发展和改进，已经取得了一定的成果。

未来，随着技术的进一步发展和全球对可再生能源需求的增加，垂直轴风力发电机有望实现更高效、更可靠的发电，并进一步扩大其应用范围，特别是在海上风能利用方面的应用。

风力发电机种类一、按风力发电机按叶片分类按照风力发电机主轴的方向分类可分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。

01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。

水平轴风力发电机相对于垂直轴发电机的优点;叶片旋转空间大，转速高，适合于大型风力发电厂。

水平轴风力发电机组的发展历史较长，已经完全达到工业化生产，结构简单，效率比垂直轴风力发电机组高。

到目前为止，用于发电的风力发电机都为水平轴，还没有商业化的垂直轴的风力发电机组。

02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。

垂直轴风力发电机相对于水平轴发电机的优点在于;发电效率高，对风的转向没有要求，叶片转动空间小，抗风能力强(可抗12-14级台风)，启动风速小维修保养简单。

垂直轴与水平式的风力发电机对比，有两大优势：一、同等风速条件下垂直轴发电效率比水平式的要高，特别是低风速地区;二、在高风速地区，垂直轴风力发电机要比水平式的更加安全稳定;另外，国内外大量的案例证明，水平式的风力发电机在城市地区经常不转动，在北方、西北等高风速地区又经常容易出现风机折断、脱落等问题，伤及路上行人与车辆等危险事故。

二、按风力发电机的输出容量分类可将风力发电机分为小型，中型，大型，兆瓦级系列。

(1)小型风力发电机是指发电机容量为0.1~1kw的风力发电机。

(2)中型风力发电机是指发电机容量为1~100kw的风力发电机。

(3)大型风力发电机是指发电机容量为100~1000kw的风力发电机。

(4) 兆瓦级风力发电机是指发电机容量为1000以上的风力发电机。

三、按风力发电机功率调节方式分类可分为定桨距时速调节型，变桨距型，主动失速型和独立变桨型风力发电机。

01定桨距失速型风机桨叶于轮毂固定连接，桨叶的迎风角度不随风速而变化。

依靠桨叶的气动特性自动失速，即当风速大于额定风速时依靠叶片的失速特性保持输入功率基本恒定。

1,风力发电机按叶片分类.之杨若古兰创作按照风力发电机主轴的方向分类可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：扭转轴与叶片垂直，普通与地面平行，扭转轴处于水平的风力发电机.水平轴风力发电机绝对于垂直轴发电机的长处；叶片扭转空间大，转速高.适合于大型风力发电厂.水平轴风力发电机组的发展历史较长，曾经完整达到工业化生产，结构简单，效力比垂直轴风力发电机组高.到目前为止，用于发电的风力发电机都为水平轴，还没有商业化的垂直轴的风力发电机组.（2）垂直轴风力发电机：扭转轴与叶片平行，普通与地面吹垂直，扭转轴处于垂直的风力发电机.垂直轴风力发电机绝对于水平轴发电机的长处在于；发电效力高，对风的转向没有请求，叶片动弹空间小，抗风能力强（可抗12-14级台风），启动风速小维修调养简单.垂直轴与水平式的风力发电机对比，有两大上风：一、同等风速条件下垂直轴发电效力比水平式的要高，特别是低风速地区；二、在高风速地区，垂直轴风力发电机要比水平式的更加平平波动；另外，国内外大量的案例证实，水平式的风力发电机在城市地区经常不动弹，在南方、东南等高风速地区又经常容易出现风机折断、零落等成绩，伤及路上行人与车辆等风险事故.按照桨叶数量分类可分为“单叶片”﹑“双叶片”﹑“三叶片”和“多叶片”型风机.凡属轴流风扇的叶片数目常常是奇数设计. 这是因为若采取偶数片外形对称的扇叶，不容易调整平衡.还很容易使零碎发生共振，倘叶片材质又没法抵抗振动发生的疲劳，将会使叶片或心轴发生断裂. 是以设计多为轴心分歧错误称的奇数片扇叶设计.对于轴心分歧错误称的奇数片扇叶，这一准绳普遍利用于大型风机和包含部分直升机螺旋桨在内的各种扇叶设计中.包含家庭使用的电风扇都是3个叶片的，叶片外形是鸟翼型（设计术语），如许的叶片流量大，噪声低，符合流体力学道理.所以绝大多数风扇都是三片叶的.三片叶有较好的动平衡，不容易发生振荡，减少轴承的磨损.降低维修成本.按照风机接受风的方向分类，则有“上风向型”――叶轮正面迎着风向和“上风向型”――叶轮背顺着风向，两品种型.上风向风机普通须要有某种调向安装来坚持叶轮顶风.而上风向风机则能够主动对准风向, 从而免除了调向安装.但对于上风向风机, 因为一部分空气通过塔架后再吹向叶轮, 如许, 塔架就干扰了流过叶片的气流而构成所谓塔影效应,使功能有所降低. 2,按照风力发电机的输出容量可将风力发电机分为小型，中型，大型，兆瓦级系列.（1）小型风力发电机是指发电机容量为0.1~1kw的风力发电机.（2）中型风力发电机是指发电机容量为1~100kw的风力发电机.（3）大型风力发电机是指发电机容量为100~1000kw的风力发电机.（4）兆瓦级风力发电机是指发电机容量为1000以上的风力发电机.3,按功率调节方式分类.可分为定桨距时速调节型，变桨距型，主动失速型和独立变桨型风力发电机.（1）定桨距失速型风机；桨叶于轮毂固定连接，桨叶的顶风角度不随风速而变更.依附桨叶的气动特性主动失速，即当风速大于额定风速时依附叶片的失速特性坚持输入功率基本恒定.（2）变桨距调节：风速低于额定风速时，包管叶片在最好攻角形态，以获得最大风能；当风速超出额定风速后，变桨零碎减小叶片攻角，包管输出功率在额定范围内.（3）主动失速调节：风速低于额定风速时，控制零碎根据风速分几级控制，控制精度低于变桨距控制；当风速超出额定风速后，变桨零碎通过添加叶片攻角，使叶片“失速”，限制风轮接收功率添加（4）独立变桨控制风力机：因为叶片尺寸较大，每个叶片有十几吨甚至几十吨，叶片运转在分歧的地位，受力情况也是分歧的故叶片中立对风轮力矩的影响也是不成忽略的.通过对三个叶片进行独立的控制，可以大大减小风力机叶片负载的动摇及转矩的动摇，进而减小传动机构与齿轮箱的疲劳度，减小塔架的震撼，输出功率基本恒定在额定功率附近.4,按机械方式分类:按照风机组机构中是否包含齿轮箱，可分为有齿轮箱的风力机，无齿轮的风力机和混合驱动型风力机.（1）带齿轮箱的风力发电机：因为叶尖速度的限制，风轮扭转速度普通较慢.风轮直径在100m以上时，风轮转速在15r/min或更低.为了使发电机的体积变小，就必须是发电机输入转速更高，这时候就必须使用变速箱体搞转速使得发动机输入转速在1500/min或者3000/min如许，发电机体积就可以设计的尽可能小.（2）无齿轮箱发电机：将叶轮和发电机直接连接在一路结构的风力发电机成为无齿轮箱使风力发电机.这类发电机因为没有齿轮箱，所以结构简单，制作方便，保护方便故无齿轮箱的风力发电机将来有可能发展与海上风力发电机上使用.（3）混合驱动型风力发电机：混合驱动型风力发电机采取一级齿轮进行传动，齿轮箱结构简单效力高.因为添加了点击转速点击尺寸和分量比普通的直趋机组的电机尺寸小，分量也比较轻.所以这类风力发电机具有直趋风力发电机的特点也有体积小，分量轻的有点，逐步成为3GW以上的大型风机组设计开发的一种趋势5,根据风力发电机组的发电机类型分类，可分为异步型风力发电机和同步型风力发电机.（1）异步发电机按其转子结构分歧又可分为：(a) 笼型异步发电机――转子为笼型.因为结构简单可靠、廉价、易于接入电网，而在小、中型机组中得到大量的使用；（b) 绕线式双馈异步发电机――转子为线绕型.定子与电网直接连接输送电能，同时绕线式转子也经过变频器控制向电网输送有功或无功功率.（2）同步发电机型按其发生扭转磁场的磁极的类型又可分为：(a) 电励磁同步发电机――转子为线绕凸极式磁极，由外接直流电流激磁来发生磁场.(b) 永磁同步发电机――转子为铁氧体材料制作的永磁体磁极，通常为低速多极式，不必外界激磁，简化了发电机结构，因此具有多种上风.6,主轴，齿轮箱和发电机绝对地位可分为紧凑型和长轴安插型.（1）紧凑型风力发电机的风轮直接与齿轮箱低速轴相连，齿轮高速轴输出端通过弹性联轴节与发电机连接，发电机与齿轮箱外壳连接.这类结构齿轮箱使专门设计的，因为结构紧凑，可以节省材料和绝对的费用.感化在风轮和发电机上的力都是通过齿轮箱外壳体传递到主框架上的.紧凑型风力发电机的结构主轴与发电机轴在同一平面内，在齿轮箱损坏是，须要将风轮，齿轮箱，发电机一块拆上去进行补缀，比较麻烦.（2）长轴安插型风力发电机：通过固定在机舱主框架的主轴，与齿轮箱低速轴连接.长轴安插型风力发电机的主轴是单独的，有单独的轴承支持.这类结构的长处是风轮没有直接感化在齿轮箱的低速轴上，齿轮箱可以采取尺度结构，减小齿轮箱低速轴收到的复杂力矩，降低了费用，减少了齿轮箱受损的可能性.7,按照发电机的转速及并网方式可以将发电机分为定速风机和变速风机.（3）定速型风力发电机：定速风力机普通采取时速控制的桨叶控制方式，使用直接与电网相连的异步感应电动机，因为风能的随机性，驱动异步发电机的风力机低于额定运转的时间占全年运转时间的60%~70%.为了充分利用低风速的风能，添加发电量，广泛利用双速异步发电机，设计成4级和6级绕组.在低速运转时，双速异步发电机的效力比氮素异步发电机搞，滑差损耗小，当风力发电机组在低风速运转时，不但桨叶具备有较高的启动效力，发电机效力也能坚持在较高的水平.（4）变速风力机：变速风力机一班配备变桨距功率调节方式.风力机必须有一套控制零碎来调节，限制转速和功率.调速与功率调节安装的首要任务是使风力机在大风，运转发生故障和过载荷是得到呵护：其次，使风电机组能够在启动时顺利切入运转，电能质量符合公共电网请求.8,按照塔架的分歧可分为塔筒式风力机和桁架式风力机.（1）塔架式风力发电机：国内及国外绝大多数风力发电机组采取塔筒式结构，这类结构的长处是刚性好，冬季人员登塔平安，连接部分的螺栓与桁架塔比拟要少得多，保护工作两少，便于安装和调节.（2）桁架式风力机：桁架式采取类似电力塔的结构方式.这类结构风阻小，便于运输.但组装复杂，须要每年对他家的螺栓进行紧固，工作量很大，而且冬季爬塔架的条件恶劣.在我国，这类结构的机型更适合南方海岛使用，特别是阵风达，风向不波动的风场，桁架塔更能接收手机组运转时发生的扭矩和震撼.。

磁悬浮垂直轴风力发电机原理
磁悬浮垂直轴风力发电机是一种新型的风力发电机，它采用了磁悬浮技术和垂直轴设计，具有高效、稳定、安全等优点，成为了未来风力发电的重要发展方向。

磁悬浮技术是指利用磁力将转子悬浮在定子上，避免了机械接触，减少了能量损失和噪音，提高了发电效率。

垂直轴设计则是指将转子设计成垂直方向，与传统的水平轴风力发电机不同，可以适应更多的风向，提高了发电效率和稳定性。

磁悬浮垂直轴风力发电机的工作原理是利用风力将转子旋转，转子上的磁体与定子上的线圈相互作用，产生电磁感应，将机械能转化为电能。

由于采用了磁悬浮技术，转子可以自由旋转，不受机械摩擦和磨损的影响，减少了能量损失和维护成本。

同时，垂直轴设计可以适应更多的风向，提高了发电效率和稳定性，可以在低风速和复杂地形条件下发电。

磁悬浮垂直轴风力发电机的优点不仅在于高效、稳定、安全，还可以适应更多的环境条件，如城市、海岸、山区等。

由于垂直轴设计，可以减少对鸟类和蝙蝠等野生动物的伤害，同时也可以减少对景观的影响，更加符合环保理念。

磁悬浮垂直轴风力发电机是一种具有广阔发展前景的新型风力发电技术，它的高效、稳定、安全等优点，可以为未来的清洁能源发展
做出重要贡献。

1引言风轮的旋转轴垂直于地面或者来流方向的风力发电机组称为垂直轴风力发电机组。

其主要的特征是旋转轴垂直于地面，风轮旋转平面与风向平行。

由于一定的经济与技术原因，目前国内风电场所使用的大型风力发电机组中，绝大部分是水平轴风力发电机组。

随着风能开发力度的不断加大，垂直轴风力发电机组相关技术研发及其应用正日益受到重视，成为风电装备制造领域和风电开发应用的重点课题。

2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2.1支撑叶片设计的方法相对科学目前，支撑水平轴风力发电机组叶片设计的主要是动量-叶素理论，Glauert 法和Wilson 法是其常用的方法。

但由于叶素理论忽略了各叶素间的流动干扰，在应用相关理论设计叶片时，忽略了翼型的阻力,导致计算结果不准确，虽然这种简化对于叶片外形设计影响较小，但对风轮风能利用率的影响却比较大。

同时，由于风轮各叶片之间的干扰非常强烈，整个气流较复杂，如果只依靠叶素理论，很难获得精确的结果。

随着计算流体动力学（CFD ）的技术快速发展，目前的CFD 技术完全能够在计算机上模拟复杂外形下的复杂流动，如叶片的激波运动和强度、流动的分离、表面压力分布、涡的生成与传播、受力大小以及力的变化等，都可以通过计算机运算并形象地在屏幕上显示出来。

运用CFD 方法设计垂直轴风力发电机组的叶片，其精度远比叶素理论高得多；同时，在CFD 技术的实际应用方面，对Darrieus 式H 风轮，叶片的每个截面都相同，这样就可以简化为二维模型，使计算网格数大大下降。

2.2安全性较高①安全性。

根据空气动力学及工作原理，垂直轴风力发电机组可分为阻力型和升力型两类。

阻力型主要是利用空气流过叶片时所产生的阻力作为驱动力，而升力型则是利用空气流过叶片时所产生的升力作为驱动力。

垂直轴风力发电机组的叶片有Φ式、H 式、S 式、平板摆转式、风杯式等，相比于水平轴风力发电机组的三叶片，垂直轴风力发电机组的叶片有良好的气动外形，轻便灵活、安全稳定，主要受力点集中于轮毂，因此，叶片不容易脱落、断裂和飞出。