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1、水平軸與垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)力發(fā)電機的不 同在以下幾個方面：
水平軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)力發(fā)電機的葉片葉片設(shè) 計,目前普遍采用的是動量一葉素理論，主要的方 法有法、法等。但是,由于葉素理論忽略了各葉素 之間的流動干擾，同時在應(yīng)用葉素理論設(shè)計葉片葉 片時都忽略了翼型的阻力，這種簡化處理不可避免 地造成了結(jié)果的不準(zhǔn)確性，這種簡化對葉片外形設(shè) 計的影響較小，但對風(fēng)輪的風(fēng)能利用率影響較大。 同時，風(fēng)輪各葉片之間的干擾也十分強烈,整個流 動非常復(fù)雜，如果僅僅依靠葉素理論是完全沒有辦 法得出準(zhǔn)確結(jié)果的。
垂直軸風(fēng)力發(fā)電機的葉片設(shè)計,以前也是按照 水平軸的設(shè)計方法，依靠葉素理論來設(shè)計。由于垂 直軸風(fēng)輪的流動比水平
2、軸更加復(fù)雜，是典型的大分 離非定常流動，不適合用葉素理論進行分析、設(shè)計, 這也是垂直軸風(fēng)力發(fā)電機長期得不到發(fā)展的一個 重要原因。
目前，大型水平軸風(fēng)力發(fā)電機的風(fēng)能利用率， 絕大部分是由葉片設(shè)計方計算所得，一般在40%以 o如前所述，由于設(shè)計方法本身的缺陷，這樣計算 所得的風(fēng)能利用率的準(zhǔn)確性很值得懷疑。當(dāng)然，風(fēng) 電廠的風(fēng)力發(fā)電機都會根據(jù)測得的風(fēng)速和輸出功 率繪制風(fēng)功率曲線，但是，此時的風(fēng)速是風(fēng)輪后部 測風(fēng)儀測得的風(fēng)速參見，要小于來流風(fēng)速,風(fēng)功率 曲線偏高，必須進行修正。應(yīng)用修正方法修正后， 水平軸的風(fēng)能利用率要降低30%?50%。對于小型 水平軸風(fēng)力發(fā)電機的風(fēng)能利用率，中國空氣動力研 究與發(fā)展
3、中心曾做過相關(guān)的風(fēng)洞實驗，實測的利用 率在23%?29%。
水平軸風(fēng)輪的起動性能好已經(jīng)是個共識，但是 根據(jù)中國空氣動力研究與發(fā)展中心對小型水平軸 風(fēng)力發(fā)電機所做的風(fēng)洞實驗來看，起動風(fēng)速一般在 4~5m/s之間，最大的居然達到5.9m/s,這樣的起 動性能顯然是不能令人滿意的。垂直軸風(fēng)輪的起動 性能差也是目前業(yè)內(nèi)的共識，特別是對于式①型風(fēng) 輪,完全沒有自啟動能力，這也是限制垂直軸風(fēng)力 發(fā)電機應(yīng)用的一個原因。但是,對于式H型風(fēng)輪,3 所示，卻有相反的結(jié)論。根據(jù)筆者的研究發(fā)現(xiàn)，只要 翼型和安裝角選擇合適，完全能得到相當(dāng)不錯的起 動性能，通過對麟風(fēng)P2200垂直軸風(fēng)力發(fā)電機的風(fēng) 洞實驗來看,這種式H
4、型風(fēng)輪的起動風(fēng)速只需要
2m/s,優(yōu)于上述的水平軸風(fēng)力發(fā)電機。
水平軸風(fēng)力發(fā)電機的葉片在旋轉(zhuǎn)一周的過程 中,受慣性力和重力的綜合作用，慣性力的方向是 隨時變化的，而重力的方向始終不變，這樣葉片所 受的就是一個交變載荷，這對于葉片的疲勞強度是 非常不利的。另外，水平軸的發(fā)電機都置于幾十米 的高空，這給發(fā)電機的安裝、維護和檢修帶來了很 多的不便。
垂直軸風(fēng)輪的葉片在旋轉(zhuǎn)的過程中的受力情 況要比水平軸的好的多，由于慣性力與重力的方向 始終不變，所受的是恒定載荷，因此疲勞壽命要比 水平軸風(fēng)輪長。同時,垂直軸的發(fā)電機可以放在風(fēng)
輪的下部或是地面，便于安裝和維護。水平軸與垂 直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)力發(fā)電
5、機的不同在以下幾個方 面：
水平軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)力發(fā)電機的葉片葉片設(shè) 計,目前普遍采用的是動量一葉素理論，主要的方 法有法、法等。但是,由于葉素理論忽略了各葉素 之間的流動干擾，同時在應(yīng)用葉素理論設(shè)計葉片葉 片時都忽略了翼型的阻力，這種簡化處理不可避免 地造成了結(jié)果的不準(zhǔn)確性，這種簡化對葉片外形設(shè) 計的影響較小，但對風(fēng)輪的風(fēng)能利用率影響較大。 同時，風(fēng)輪各葉片之間的干擾也十分強烈,整個流 動非常復(fù)雜，如果僅僅依靠葉素理論是完全沒有辦 法得出準(zhǔn)確結(jié)果的。
垂直軸風(fēng)力發(fā)電機的葉片設(shè)計,以前也是按照 水平軸的設(shè)計方法，依靠葉素理論來設(shè)計。由于垂 直軸風(fēng)輪的流動比水平軸更加復(fù)雜，是典型的大分 離非定
6、常流動，不適合用葉素理論進行分析、設(shè)計, 這也是垂直軸風(fēng)力發(fā)電機長期得不到發(fā)展的一個
重要原因。
目前，大型水平軸風(fēng)力發(fā)電機的風(fēng)能利用率， 絕大部分是由葉片設(shè)計方計算所得，一般在40%以 上。如前所述，由于設(shè)計方法本身的缺陷，這樣計算 所得的風(fēng)能利用率的準(zhǔn)確性很值得懷疑。當(dāng)然，風(fēng) 電廠的風(fēng)力發(fā)電機都會根據(jù)測得的風(fēng)速和輸出功 率繪制風(fēng)功率曲線，但是，此時的風(fēng)速是風(fēng)輪后部 測風(fēng)儀測得的風(fēng)速參見，要小于來流風(fēng)速,風(fēng)功率 曲線偏高，必須進行修正。應(yīng)用修正方法修正后， 水平軸的風(fēng)能利用率要降低30%?50%。對于小型 水平軸風(fēng)力發(fā)電機的風(fēng)能利用率，中國空氣動力研 究與發(fā)展中心曾做過相關(guān)的風(fēng)洞實驗，實
7、測的利用
率在 23%~29%o
水平軸風(fēng)輪的起動性能好已經(jīng)是個共識，但是 根據(jù)中國空氣動力研究與發(fā)展中心對小型水平軸 風(fēng)力發(fā)電機所做的風(fēng)洞實驗來看，起動風(fēng)速一般在 4~5m/s之間，最大的居然達到5.9m/s,這樣的起 動性能顯然是不能令人滿意的。垂直軸風(fēng)輪的起動 性能差也是目前業(yè)內(nèi)的共識，特別是對于式①型風(fēng) 輪,完全沒有自啟動能力，這也是限制垂直軸風(fēng)力 發(fā)電機應(yīng)用的一個原因。但是,對于式H型風(fēng)輪,3 所示，卻有相反的結(jié)論。根據(jù)筆者的研究發(fā)現(xiàn)，只要 翼型和安裝角選擇合適，完全能得到相當(dāng)不錯的起 動性能，通過對麟風(fēng)P2200垂直軸風(fēng)力發(fā)電機的風(fēng) 洞實驗來看,這種式H型風(fēng)輪的起動風(fēng)速只需要 2m/s,優(yōu)于上述的水平軸風(fēng)力發(fā)電機。
水平軸風(fēng)力發(fā)電機的葉片在旋轉(zhuǎn)一周的過程 中,受慣性力和重力的綜合作用，慣性力的方向是 隨時變化的，而重力的方向始終不變，這樣葉片所 受的就是一個交變載荷，這對于葉片的疲勞強度是 非常不利的。另外，水平軸的發(fā)電機都置于幾十米 的高空，這給發(fā)電機的安裝、維護和檢修帶來了很 多的不便。
水平軸與垂直軸風(fēng)力發(fā)電機的比較
