垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)

　   垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)在風(fēng)向改變的時(shí)候無需對(duì)風(fēng)，在這點(diǎn)上相對(duì)于水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)是一大優(yōu)勢(shì)，它不僅使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化，而且也減少了風(fēng)輪對(duì)風(fēng)時(shí)的陀螺力。　

風(fēng)力發(fā)電機(jī)分類

　　盡管風(fēng)力發(fā)電機(jī)多種多樣，但歸納起來可分為兩類：

　?、偎捷S風(fēng)力發(fā)電機(jī)，風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)軸與風(fēng)向平行;

　?、诖怪陛S風(fēng)力發(fā)電機(jī)，風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)軸垂直于地面或者氣流的方向。

　　達(dá)里厄式風(fēng)輪利用阻力旋轉(zhuǎn)的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)有幾種類型，其中有利用平板和杯子做成的風(fēng)輪，這是一種純阻力裝置;S型風(fēng)車，具有部分升力，但主要還是阻力裝置。這些裝置有較大的啟動(dòng)力矩，但尖速比低，在風(fēng)輪尺寸、重量和成本一定的情況下，提供的功率輸出低。達(dá)里厄式風(fēng)輪是法國(guó)G.J.M達(dá)里厄于19世紀(jì)30年代發(fā)明的。在20世紀(jì)70年代，加拿大國(guó)家科學(xué)研究院對(duì)此進(jìn)行了大量的研究，是水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主要競(jìng)爭(zhēng)者。達(dá)里厄式風(fēng)輪是一種升力裝置，彎曲葉片的剖面是翼型，它的啟動(dòng)力矩低，但尖速比可以很高，對(duì)于給定的風(fēng)輪重量和成本，有較高的功率輸出。世界上有多種達(dá)里厄式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，如Φ型，Δ型，Y型和H型等。這些風(fēng)輪可以設(shè)計(jì)成單葉片，雙葉片，三葉片或者多葉片。

　　其他形式的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)有馬格努斯效應(yīng)風(fēng)輪，他由自旋的圓柱體組成，當(dāng)它在氣流中工作時(shí)，產(chǎn)生的移動(dòng)力是由于馬格努斯效應(yīng)引起的，其大小與風(fēng)速成正比。有的垂直軸風(fēng)輪使用管道或者漩渦發(fā)生器塔，通過套管或者擴(kuò)壓器使水平氣流變成垂直氣流，以增加速度，偶寫還利用太陽(yáng)能或者燃燒某種燃料，是水平氣流變成垂直方向的氣流。
 

風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)展

　　風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電一樣，最初是為了解決應(yīng)急電源和邊遠(yuǎn)地區(qū)供電而開發(fā)出來的產(chǎn)品，因而在最初發(fā)展并不是很快。

　　到了上個(gè)世紀(jì)二、三十年代，全球經(jīng)濟(jì)危機(jī)帶來的能源緊張，讓世界各國(guó)的專家想到了以風(fēng)力發(fā)電作為補(bǔ)充能源的可行性。第二次世界大戰(zhàn)后，各國(guó)紛紛進(jìn)行研究，由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平較差，啟動(dòng)風(fēng)速要求較高，發(fā)電噪音也很大，所以只能將風(fēng)力發(fā)電機(jī)放在人跡罕至的地方或風(fēng)力較大的地方。設(shè)備也是往大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)展，專門建設(shè)大型風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)，由于水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的特性，小型風(fēng)力發(fā)電在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里未得到較好的發(fā)展。

　　各個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家均大力發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)，而太陽(yáng)能一直是新能源商業(yè)化的首選，因?yàn)樘?yáng)能的設(shè)置地點(diǎn)較靈活，不會(huì)產(chǎn)生噪音，可以和建筑進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)。而風(fēng)力發(fā)電較太陽(yáng)能而言，它的成本優(yōu)勢(shì)明顯，如何使得風(fēng)力發(fā)電和建筑進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)、在建筑周圍設(shè)置小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)而又不影響人的生活質(zhì)量，這成為了歐美一些國(guó)家研究的焦點(diǎn)。

　　垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)(vertical axis wind turbine VAWT)從分類來說，主要分為阻力型和升力型。阻力型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要是利用空氣流過葉片產(chǎn)生的阻力作為驅(qū)動(dòng)力的，而升力型則是利用空氣流過葉片產(chǎn)生的升力作為驅(qū)動(dòng)力的。由于葉片在旋轉(zhuǎn)過程中，隨著轉(zhuǎn)速的增加阻力急劇減小，而升力反而會(huì)增大，所以升力型的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的效率要比阻力型的高很多。

 

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