《風(fēng)力發(fā)電技術(shù)》課件-第二章 風(fēng)力機(jī)

第二章風(fēng)力機(jī)1.風(fēng)力機(jī)的基本理論與參數(shù)風(fēng)的能量風(fēng)能密度風(fēng)輪直徑與風(fēng)力機(jī)功率的關(guān)系貝茲理論風(fēng)能就是空氣運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，風(fēng)在通過(guò)風(fēng)輪時(shí)推動(dòng)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)，把它的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)輪旋轉(zhuǎn)的能量，但經(jīng)過(guò)風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪做功后的風(fēng)速不會(huì)為零，僅僅是減小，故風(fēng)只把一部分能量轉(zhuǎn)交給風(fēng)輪。那么風(fēng)能把多大的能量轉(zhuǎn)交給風(fēng)輪呢？1927年德國(guó)人貝茨從理論上計(jì)算出了最大值——貝茨極限。貝茲理論貝茲理論應(yīng)用沖量守恒原理：貝茲理論貝茲理論葉輪吸收的功率：包括風(fēng)能利用系數(shù)、葉尖速比、升阻比、實(shí)度、設(shè)計(jì)風(fēng)速（額定風(fēng)速）、切入風(fēng)速、切出風(fēng)速、風(fēng)力機(jī)功率和風(fēng)力機(jī)發(fā)電功率等。（相關(guān)概念見(jiàn)P29）

性能參數(shù)風(fēng)力機(jī)實(shí)際發(fā)電功率2.風(fēng)力機(jī)組安裝

在風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)風(fēng)電機(jī)組機(jī)位上組裝成完整的風(fēng)電機(jī)組的過(guò)程。其作業(yè)在野外進(jìn)行,作業(yè)點(diǎn)分散。大型起重設(shè)備移動(dòng)頻繁,作業(yè)內(nèi)容重復(fù),確保安裝作業(yè)過(guò)程中人員、設(shè)備的安全是首要任務(wù)。知風(fēng)力機(jī)組安裝安裝前準(zhǔn)備工作塔架安裝機(jī)艙安裝風(fēng)輪安裝安裝后續(xù)工作風(fēng)電機(jī)組安裝作業(yè)包括：技術(shù)資料準(zhǔn)備人員準(zhǔn)備安裝設(shè)備工具準(zhǔn)備風(fēng)電機(jī)組部件檢查機(jī)組安裝條件準(zhǔn)備高強(qiáng)度螺栓準(zhǔn)備安裝前準(zhǔn)備工作在安全風(fēng)速下,才能進(jìn)行吊裝作業(yè)。起重吊車(chē)桅頂風(fēng)速超過(guò)8~10m/s時(shí),不得進(jìn)行葉片和葉輪吊裝作業(yè)。桅頂風(fēng)速超過(guò)10~15m/s時(shí)，不得進(jìn)行機(jī)艙和塔架吊裝作業(yè)。風(fēng)速超過(guò)6級(jí)時(shí),人員不得進(jìn)行機(jī)艙外和輪轂中的作業(yè)。風(fēng)速超過(guò)7級(jí)(18m/s)時(shí),不得攀登風(fēng)電機(jī)組。底座風(fēng)電機(jī)組塔架塔內(nèi)附件電纜梯安全裝置接地系統(tǒng)塔架安裝安裝作業(yè)：在塔筒底部法蘭的12點(diǎn)鐘位置，再安裝一個(gè)起重鉗。使用扳手，牢固地?cái)Q緊所有螺栓。1.

使用兩臺(tái)起重機(jī)，緩慢地吊裝塔筒。拆離并卸下連接到塔架和低載荷拖車(chē)上的任何支撐架。2.從低載荷拖動(dòng)吊裝塔筒

解除塔架底部的升降起重聯(lián)動(dòng)裝置并卸下將兩條導(dǎo)繩固定在底部法蘭。在它的幫助下，在后面的降低塔架操作期間可移動(dòng)塔筒。3.使用主起重機(jī)，將塔架豎立在垂直位置在塔身內(nèi)部，塔架由兩個(gè)站在控制平臺(tái)上的人指引移動(dòng)方向。另外三或三個(gè)人在外部扶住塔身。塔筒的移動(dòng)由導(dǎo)繩控制。4.在接觸底座之前，再次檢查通道與控制臺(tái)是否對(duì)齊。解除導(dǎo)繩。5.

選擇一個(gè)錨定螺栓作為固定點(diǎn)將塔筒底部法蘭的最近的孔指向此固定點(diǎn)。一旦所有錨定螺栓與孔對(duì)齊，則可以放下塔筒。6.降低塔筒的位置，直到兩個(gè)法蘭固定好為止，其中一個(gè)在另一個(gè)的上面。準(zhǔn)確固定好兩部分的塔筒之間連接的扶梯。轉(zhuǎn)動(dòng)塔筒，直到法蘭上的孔精確地對(duì)齊且兩個(gè)法蘭用四個(gè)螺栓固定好為止。7.對(duì)齊和固定塔筒

降低塔筒的位置，直到兩部分之間保留一間空隙為止。空隙的寬度允許可插入螺栓。從下面用螺栓穿過(guò)法蘭，從上面用一個(gè)螺母固定。8.用螺栓連接法蘭降低塔筒的位置，直到兩部分之間保留一間空隙為止?？障兜膶挾仍试S可插入螺栓。從下面用螺栓穿過(guò)法蘭，從上面用一個(gè)螺母固定。9.用螺栓連接法蘭包括機(jī)艙組裝和機(jī)艙吊裝兩項(xiàng)作業(yè)。機(jī)艙安裝

風(fēng)電機(jī)組機(jī)艙各個(gè)零部件在出廠前經(jīng)過(guò)檢查、清理、檢測(cè)、試驗(yàn),已經(jīng)具備現(xiàn)場(chǎng)安裝、調(diào)試、并網(wǎng)發(fā)電的條件。降低機(jī)艙的位置，直到機(jī)艙與塔架之間保留一點(diǎn)間隙為止，用四個(gè)螺栓相對(duì)互相固定。

機(jī)艙法蘭帶有螺紋。

機(jī)艙就位后在吊裝期間任何人不得呆在機(jī)艙中。手動(dòng)擰緊所有其它螺栓。完全放下機(jī)艙，使起重機(jī)吊鉤保留50%的載荷重量。用沖擊式起子擰緊所有螺栓，將余下重量將起重機(jī)吊鉤中解脫出來(lái)。使用電動(dòng)扭矩起子或液壓板手，將所有螺栓擰到所需的扭矩，從機(jī)艙解脫升降起重聯(lián)動(dòng)裝置。風(fēng)輪組裝將葉片與輪轂進(jìn)行組裝的過(guò)程。包括風(fēng)輪組裝和風(fēng)輪吊裝。風(fēng)輪安裝

為避免對(duì)葉片造成損傷,葉片在吊裝或進(jìn)行支撐時(shí),靠葉尖側(cè)的吊具吊點(diǎn)或支撐點(diǎn)通常選在距葉尖1/3葉片長(zhǎng)度附近。1.葉片裝車(chē)，準(zhǔn)備組裝2.對(duì)齊轉(zhuǎn)子葉片軸承以進(jìn)行安裝3.葉輪吊裝4.葉輪起吊中5.豎立轉(zhuǎn)子三角架6.將轉(zhuǎn)子三角架靠機(jī)艙固定各部傳感器安裝與調(diào)整偏航和變槳系統(tǒng)潤(rùn)滑控制系統(tǒng)電氣接線防雷系統(tǒng)連接風(fēng)電機(jī)組內(nèi)部清潔安裝后續(xù)工作動(dòng)力電纜或封閉母線安裝與絕緣試驗(yàn)安全索安裝機(jī)艙起重設(shè)備安裝照明系統(tǒng)安裝使用液壓電纜機(jī)，在各個(gè)塔筒部分連接電源電纜1.通過(guò)夾緊套管來(lái)滑動(dòng)可收縮的套管。使用燃燒器，套管會(huì)收縮。必須注意到套管只是從底部到頂部收縮，從一端到另一端收縮，以防形成氣泡和套管燃燒。2.為了增加安全性，使用扭矩起子對(duì)所有螺栓連接進(jìn)行最后一次檢查。在此檢查中，可檢測(cè)到不正確的螺栓連接和有缺陷工具。

在初始安裝中，用扭矩起子對(duì)10%的螺栓連接作為抽樣進(jìn)行檢查。3.檢查扭矩4.防腐蝕為了提供可行的防腐保護(hù)，在裝配好塔架后再次給法蘭上漆。

控制電纜和電源電纜上約1.5–2米就使用一個(gè)快動(dòng)電纜夾進(jìn)行固定。5.快動(dòng)電纜夾3.風(fēng)力發(fā)電制造業(yè)的發(fā)展2019年，我國(guó)風(fēng)力發(fā)電總裝機(jī)容量超過(guò)221GW，位居世界第一。中國(guó)是世界風(fēng)能領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，擁有世界三分之一以上的風(fēng)電裝機(jī)容量。中國(guó)甘肅省擁有世界上最大的陸上風(fēng)電場(chǎng)，裝機(jī)容量達(dá)到7965兆瓦，是世界第二大陸上風(fēng)電場(chǎng)的5倍。該風(fēng)電場(chǎng)目前僅占其產(chǎn)能的40％，另外還將安裝13,000MW，到2020年總產(chǎn)能將達(dá)到20,000MW（20GW）。風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)、生產(chǎn)制造均位居世界第一隨著風(fēng)電市場(chǎng)規(guī)模的迅速擴(kuò)大，我國(guó)風(fēng)電設(shè)備制造技術(shù)進(jìn)一步提高，一個(gè)具有競(jìng)爭(zhēng)力的較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈體系已初步形成，涵蓋原材料加工、零部件制造、整機(jī)制造、開(kāi)發(fā)建設(shè)、技術(shù)研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)認(rèn)證體系等各個(gè)環(huán)節(jié)。風(fēng)電機(jī)組設(shè)備制造基本上實(shí)現(xiàn)了系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和型譜化，機(jī)型涵蓋雙饋、直驅(qū)和混合式，單機(jī)容量從1.5MW迅速發(fā)展到目前最大的10MW級(jí)，并實(shí)現(xiàn)了從陸地風(fēng)電到海上風(fēng)電的跨域。風(fēng)力發(fā)電制造業(yè)發(fā)展1.發(fā)展歷程2006年，我國(guó)政府實(shí)施了《可再生能源法》，風(fēng)電正式進(jìn)入大規(guī)模開(kāi)發(fā)應(yīng)用的階段。經(jīng)過(guò)10年來(lái)的快速發(fā)展，開(kāi)發(fā)出若干具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的機(jī)型，并得到風(fēng)場(chǎng)的大規(guī)模應(yīng)用和長(zhǎng)時(shí)間的驗(yàn)證：3MW及以下兆瓦級(jí)機(jī)組總體設(shè)計(jì)及零部件制造技術(shù)已經(jīng)成熟，正在開(kāi)發(fā)更大單機(jī)容量的系列化產(chǎn)品。1.5MW、2MW風(fēng)電機(jī)組的供應(yīng)能力充足，3MW風(fēng)電機(jī)組已批量運(yùn)行，5～6MW風(fēng)電機(jī)組也已投入運(yùn)行。上海電氣3.6MW、湘電風(fēng)能5MW、東方電氣5.5MW、海裝風(fēng)電5MW、太原重工5MW等海上風(fēng)電機(jī)組陸續(xù)下線安裝。海上風(fēng)電機(jī)組供應(yīng)商達(dá)到10家，累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到100MW以上的機(jī)組制造商有上海電氣、華銳風(fēng)電、遠(yuǎn)景能源、金風(fēng)科技等。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，自2005年以來(lái)，國(guó)家自然科學(xué)基金資助的風(fēng)能相關(guān)項(xiàng)目為370項(xiàng)，研究?jī)?nèi)容涵蓋了風(fēng)能利用的各個(gè)領(lǐng)域和方面。2010～2014年的資助項(xiàng)目占2005～2014年資助總項(xiàng)目數(shù)的81%，說(shuō)明風(fēng)能利用的科學(xué)和技術(shù)基礎(chǔ)研究近年來(lái)得到了極大的重視。2.技術(shù)研究2.企業(yè)研發(fā)1.金風(fēng)科技2015年躋身世界第一大風(fēng)電整機(jī)供應(yīng)商，擁有北京、新疆和德國(guó)三地研發(fā)中心，具備較完備的自主研發(fā)能力。其最突出的技術(shù)特點(diǎn)是直驅(qū)永磁技術(shù)。2.國(guó)電聯(lián)合動(dòng)力技術(shù)有限公司研發(fā)以產(chǎn)品平臺(tái)為主線，已完成或正在開(kāi)展1.5MW、2MW、3MW、6MW、12MW產(chǎn)品平臺(tái)研究。3.遠(yuǎn)景能源技術(shù)特色是著力打造“智能風(fēng)電機(jī)組”概念，其陸上風(fēng)電機(jī)組注重低風(fēng)速機(jī)型的開(kāi)發(fā)?！爸悄茱L(fēng)電機(jī)組”概念融合智能控制技術(shù)、智能傳感、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和能源管理等技術(shù)，運(yùn)用當(dāng)代信息技術(shù)推動(dòng)風(fēng)電系統(tǒng)的技術(shù)革新。3.零部件制造隨著風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，擴(kuò)大完善了生產(chǎn)供應(yīng)體系：國(guó)內(nèi)葉片、齒輪箱、發(fā)電機(jī)等部件的制造能力已接近國(guó)際先進(jìn)水平，能夠滿足主流機(jī)型的配套需求，并大量出口。軸承、變流器和控制系統(tǒng)的研發(fā)也取得了重大進(jìn)步，并開(kāi)始批量供應(yīng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。塔筒、輪轂、機(jī)艙等部件的生產(chǎn)能力完全滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求，并向國(guó)際市場(chǎng)供貨。國(guó)內(nèi)葉片制造商已能生產(chǎn)出72m、配套6MW機(jī)型的大尺寸葉片。配套5MW、6MW等大型風(fēng)電機(jī)組的齒輪箱、發(fā)電機(jī)和軸承也投入使用。2024/9/1253兆瓦級(jí)風(fēng)電機(jī)組零部件—齒輪箱南京高速齒輪制造有限公司重慶重齒風(fēng)力發(fā)電齒輪箱有限責(zé)任公司2024/9/1254風(fēng)輪葉片制造2024/9/1255北京科諾偉業(yè)公司

兆瓦級(jí)風(fēng)電機(jī)組零部件—電控系統(tǒng)2024/9/1256風(fēng)機(jī)塔架2024/9/1257

風(fēng)機(jī)主軸2024/9/1258風(fēng)機(jī)輪轂2024/9/1259國(guó)產(chǎn)風(fēng)機(jī)輪轂2024/9/1260風(fēng)機(jī)軸承2024/9/1261風(fēng)機(jī)變距軸承2024/9/1262偏航電機(jī)和變槳電機(jī)2024/9/1263風(fēng)機(jī)連軸器2024/9/1264風(fēng)機(jī)剎車(chē)系統(tǒng)2024/9/1265風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)法蘭盤(pán)加工2024/9/1266整機(jī)裝配2024/9/1267整機(jī)裝配2024/9/1268風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)2024/9/1269海上風(fēng)電葉片運(yùn)輸2024/9/1270葉片吊裝2024/9/1271風(fēng)機(jī)的吊裝2024/9/12721.5MW葉片海上風(fēng)場(chǎng)運(yùn)行2007年11月8日，由中海油投資的第一臺(tái)海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝運(yùn)行，其中主機(jī)采用金風(fēng)科技公司研發(fā)的1.5MW永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，葉片為HT34型葉片。2024/9/1273風(fēng)機(jī)制造產(chǎn)業(yè)應(yīng)該注意的問(wèn)題注重產(chǎn)品研發(fā)，開(kāi)發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品對(duì)引進(jìn)的技術(shù)應(yīng)加快消化吸收再創(chuàng)新的步伐注重產(chǎn)品質(zhì)量，風(fēng)機(jī)主要設(shè)備裝在60米高空，大部件出現(xiàn)故障維修成本非常高中國(guó)風(fēng)電場(chǎng)在北方，最低溫度可到零下40度，極端溫度可到零下50度。而歐洲一般為零下20-30度，因此在金屬件選材、葉片低溫時(shí)的震動(dòng)、低溫潤(rùn)滑油、控制器電子元件低溫性能等都比歐洲運(yùn)行有更苛刻要求。中國(guó)南方沿海地區(qū)受臺(tái)風(fēng)影響嚴(yán)重，2003年10月受臺(tái)風(fēng)影響，廣東惠來(lái)風(fēng)場(chǎng)損壞了27片葉片；2006年8月，浙江蒼南風(fēng)電場(chǎng)遭“桑美”臺(tái)風(fēng)襲擊，風(fēng)速超過(guò)每秒70米，風(fēng)電場(chǎng)28臺(tái)風(fēng)機(jī)中，20臺(tái)均受?chē)?yán)重?fù)p害，部分徹底報(bào)廢。2024/9/1274風(fēng)電機(jī)組抗低溫設(shè)計(jì)請(qǐng)點(diǎn)擊：2019、2020年全國(guó)風(fēng)電行業(yè)分析報(bào)告2019、2020年全國(guó)風(fēng)電行業(yè)分析報(bào)告1.2019全國(guó)風(fēng)電項(xiàng)目及裝機(jī)匯總2.2019風(fēng)電整機(jī)供應(yīng)商項(xiàng)目及裝機(jī)量匯總3.風(fēng)電整機(jī)訂單量分析4.前五大區(qū)域裝機(jī)情況：內(nèi)蒙古、廣東、江蘇、河南、山東5.2019海上風(fēng)電分析6.2020-2021風(fēng)電發(fā)展預(yù)測(cè)4.風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)與類(lèi)型

風(fēng)力發(fā)電是將風(fēng)所蘊(yùn)含的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能的技術(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)風(fēng)電。將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能的設(shè)備稱(chēng)為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，筒稱(chēng)風(fēng)電機(jī)組，由風(fēng)輪、傳動(dòng)系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)、控制系統(tǒng)、偏航系統(tǒng)、機(jī)艙、塔架和機(jī)組基礎(chǔ)等設(shè)備和系統(tǒng)構(gòu)成。風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)和類(lèi)型水平軸風(fēng)力機(jī)組成圖

機(jī)艙主要設(shè)備示意圖微型：容量0.1—1kW小型：容量1—100kW中型：容量100—1000kW大型：1000kW——10MW按容量劃分風(fēng)力機(jī)類(lèi)型水平軸風(fēng)力機(jī)：風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)平面與風(fēng)向垂直，旋轉(zhuǎn)軸與地面平行。垂直軸風(fēng)力機(jī)：轉(zhuǎn)動(dòng)軸與地面垂直，可接受任意方向的風(fēng)。風(fēng)向變化是無(wú)需對(duì)風(fēng)按風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)軸與地面關(guān)系分風(fēng)力機(jī)類(lèi)型齒輪箱風(fēng)力機(jī)：風(fēng)輪通過(guò)齒輪箱、高速軸、聯(lián)軸器將動(dòng)力傳遞給發(fā)電機(jī)。齒輪箱起增速作用。無(wú)齒輪箱直驅(qū)永磁式風(fēng)力機(jī)：風(fēng)輪直接與發(fā)電機(jī)連接，風(fēng)輪轉(zhuǎn)矩直接傳遞給發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)體積大半直驅(qū)型風(fēng)力機(jī)：上述兩種綜合，齒輪箱傳動(dòng)比較小，同步發(fā)電機(jī)極數(shù)少，減小發(fā)電機(jī)體積。按機(jī)械傳動(dòng)方式分：風(fēng)力機(jī)類(lèi)型恒速型風(fēng)力機(jī)：轉(zhuǎn)速恒定不隨風(fēng)速變化，恒速恒頻運(yùn)行。變速型風(fēng)力機(jī)：轉(zhuǎn)速隨風(fēng)速變化，變速恒頻運(yùn)行。大型風(fēng)力機(jī)可連續(xù)變速恒頻運(yùn)行，提升效率。按風(fēng)輪轉(zhuǎn)速分風(fēng)力機(jī)類(lèi)型單葉片風(fēng)力機(jī)雙葉片風(fēng)力機(jī)三葉片風(fēng)力機(jī)多葉片風(fēng)力機(jī)：>3風(fēng)輪葉片數(shù)分風(fēng)力機(jī)類(lèi)型升力型風(fēng)力機(jī)：利用葉片所受升力轉(zhuǎn)換機(jī)械能。普遍阻力型風(fēng)力機(jī)：利用葉片所受阻力轉(zhuǎn)換機(jī)械能。按風(fēng)輪槳葉受力分風(fēng)力機(jī)類(lèi)型上風(fēng)向風(fēng)力機(jī)（迎風(fēng)式）

下風(fēng)風(fēng)力機(jī)（順風(fēng)式）按照功率調(diào)節(jié)方式分風(fēng)力機(jī)類(lèi)型定槳距風(fēng)力機(jī)：葉片與輪轂的連接是固定的。風(fēng)速變化是葉片的迎風(fēng)角不能改變，功率調(diào)節(jié)依靠失速。變槳距風(fēng)力機(jī)：葉片與輪轂的連接是非固定的，葉片可以繞葉片中心軸旋轉(zhuǎn)。功率調(diào)節(jié)依靠改變攻角。主動(dòng)失速調(diào)節(jié)：控制精度低于變槳距控制；當(dāng)風(fēng)速超過(guò)額定風(fēng)速后，變槳系統(tǒng)通過(guò)增加葉片攻角，使葉片“失速”，限制風(fēng)輪吸收功率增加。按照風(fēng)輪位置分風(fēng)力機(jī)類(lèi)型單機(jī)容量越大，槳葉越長(zhǎng)。2MW風(fēng)力機(jī)葉片的直徑已經(jīng)達(dá)到72m，最長(zhǎng)的葉片已經(jīng)做到50m，且隨著機(jī)組容量的增加會(huì)更長(zhǎng)。按結(jié)構(gòu)劃分風(fēng)力機(jī)類(lèi)型水平軸向風(fēng)力機(jī)垂直軸向風(fēng)力機(jī)水平軸風(fēng)力機(jī)的風(fēng)輪轉(zhuǎn)軸與風(fēng)向平行，其風(fēng)能利用系數(shù)高，技術(shù)非常成熟，水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)是目前應(yīng)用最廣泛的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。定槳距風(fēng)力機(jī)變槳距風(fēng)力機(jī)主動(dòng)失速型風(fēng)力機(jī)按功率調(diào)節(jié)方式劃分風(fēng)力機(jī)類(lèi)型按傳動(dòng)形式劃分風(fēng)力機(jī)類(lèi)型高傳動(dòng)比齒輪箱型直接驅(qū)動(dòng)型5.垂直軸風(fēng)力機(jī)

垂直軸風(fēng)力機(jī)的風(fēng)輪圍繞一個(gè)垂直軸進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)軸與風(fēng)向垂直。垂直軸風(fēng)力機(jī)相對(duì)于水平軸風(fēng)力機(jī)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，齒輪箱和發(fā)電機(jī)可以直接安裝在地面上，調(diào)試、運(yùn)行方便。垂直軸風(fēng)力機(jī)分為兩種類(lèi)型：阻力型風(fēng)力機(jī)、升力型風(fēng)力機(jī)垂直軸風(fēng)力機(jī)

垂直式風(fēng)力機(jī)垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)在風(fēng)向改變的時(shí)候無(wú)需對(duì)風(fēng)，風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)軸垂直于地面或者氣流的方向。垂直軸風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，減少了風(fēng)輪對(duì)風(fēng)時(shí)的陀螺力。基本概念

阻力型風(fēng)力機(jī)升力型風(fēng)力機(jī)按空氣動(dòng)力學(xué)工作原理分為：

升力型（翼型葉片）阻力型（平板葉片）垂直軸風(fēng)力機(jī)分類(lèi)阻力型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)阻力型風(fēng)力機(jī)是由于風(fēng)力機(jī)的葉片在迎風(fēng)方向形狀不對(duì)稱(chēng)，引起空氣阻力不同，從而產(chǎn)生一個(gè)繞中心軸的力矩，使風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。杯式風(fēng)速計(jì)是最簡(jiǎn)單的阻力型垂直軸風(fēng)力機(jī)。阻力型風(fēng)力機(jī)分為阻力差型風(fēng)力機(jī)和S型風(fēng)力機(jī)。1.阻力差型風(fēng)力機(jī)阻力差型風(fēng)力機(jī)其葉片在空氣阻力的推動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，最佳葉尖速比位于0—1范圍內(nèi)。利用葉片在順風(fēng)和逆風(fēng)時(shí)受風(fēng)面形狀不同而產(chǎn)生不同的阻力系數(shù)，來(lái)驅(qū)使風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)的風(fēng)力機(jī)。通過(guò)增大葉片的順風(fēng)阻力系數(shù)或則減少逆風(fēng)阻力系數(shù)使阻力差型風(fēng)力機(jī)獲得最大功率。2.S型風(fēng)力機(jī)S型風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)子的軸垂直于地面安裝，由于結(jié)構(gòu)在水平方向?qū)ΨQ(chēng)，任何方向的水平風(fēng)力均可推動(dòng)它旋轉(zhuǎn)。當(dāng)垂直方向有風(fēng)時(shí)，凹面向風(fēng)的半圓柱面受到的風(fēng)阻力要比凸面向風(fēng)的半圓柱面大，兩側(cè)的阻力差將使風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)風(fēng)向與兩半圓柱面直徑夾角很小時(shí)，靜止的葉輪不能起動(dòng)，為防止這個(gè)死角，也為轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，Ｓ式風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)子一般由上下兩組葉片阻成，在水平方向相互垂直安裝，組成雙S風(fēng)輪。2.S型風(fēng)力機(jī)S型風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，可在較低風(fēng)速下運(yùn)行，但風(fēng)軸周?chē)鷼饬鞑粚?duì)稱(chēng)，會(huì)產(chǎn)生側(cè)向推力，使其大型化困難。2.S型風(fēng)力機(jī)Ｓ式風(fēng)力機(jī)對(duì)風(fēng)的利用效率在阻力型風(fēng)力機(jī)中算高的，且轉(zhuǎn)矩較大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)對(duì)風(fēng)裝置，性價(jià)比高，適合在小型風(fēng)電應(yīng)用，增速箱與發(fā)電機(jī)可安裝在地面，安裝維護(hù)方便。

2.S型風(fēng)力機(jī)阻力型風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能利用系數(shù)較低，故很少用于發(fā)電。轉(zhuǎn)速?zèng)Q定了輸出功率的大小，風(fēng)輪只有在最佳轉(zhuǎn)速下才能獲得最佳風(fēng)力機(jī)輸出功率。2.S型風(fēng)力機(jī)升力型垂直軸風(fēng)力機(jī)來(lái)流風(fēng)速v是恒定的，風(fēng)輪運(yùn)轉(zhuǎn)中該橫截面各翼型的切向速度u的大小相等,而方向不同，它們與相對(duì)速度w一起構(gòu)成了各翼型的速度三角形。與葉片弦線的夾角是有效攻角。除了當(dāng)葉片處于與風(fēng)平行或近似平行的位置外，在其它方位的氣動(dòng)力產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)的力矩。

升力式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組與水平軸風(fēng)力機(jī)組的組成一樣，主要有葉片，風(fēng)力機(jī)，齒輪箱，發(fā)電機(jī)等組成。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖實(shí)際機(jī)組升力式風(fēng)力機(jī)主要利用空氣對(duì)葉片的升力來(lái)驅(qū)使風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)。升力型垂直軸風(fēng)力機(jī)達(dá)里厄風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪形式多種多樣，其中φ形和H形風(fēng)輪應(yīng)用最廣泛。1.達(dá)里厄風(fēng)力機(jī)H形風(fēng)輪φ形風(fēng)輪達(dá)里厄風(fēng)力機(jī)裝置簡(jiǎn)單，成本便宜，但啟動(dòng)性能差，常與S風(fēng)輪一起使用。葉片都具有翼型剖面（多為對(duì)稱(chēng)翼型），有直葉片和彎葉片兩種，彎葉片（φ形）主要是使葉片只承受純張力，不受離心力載荷，使彎曲應(yīng)力減至最小。

1.達(dá)里厄風(fēng)力機(jī)H型風(fēng)輪風(fēng)輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但離心力使葉片在其連接點(diǎn)出產(chǎn)生嚴(yán)重的彎曲應(yīng)力,直葉片一般都采用橫擔(dān)式拉索支撐，以防止離心力引起大的彎曲應(yīng)力,但是這些支撐將產(chǎn)生氣動(dòng)阻力，降低效率。1.達(dá)里厄風(fēng)力機(jī)垂直軸風(fēng)力機(jī)優(yōu)點(diǎn)1)壽