水平軸和垂直軸風力發電機有什（shí）麽區（qū）別

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行業動態標題：

水平軸和垂直軸風力發電機有什麽區別（bié）

根據機型風力發電機可分（fèn）為兩（liǎng）類：水平軸風力發電機和垂直軸（zhóu）風力發電機然而目前（qián）廣泛使用大型水平軸風力發電機存在很（hěn）多不足為了更好地利用風能（néng），合理的（de）選擇機型現就水（shuǐ）平軸風力發電機和垂（chuí）直軸風力發電（diàn）機優劣做一下比（bǐ）較：　　

一、從結構分析（xī）：

1、水平軸風力發電機由於風力發電機是隨風變化的，因此發出的電（diàn）時有時無（wú），電壓和頻率不穩定，是沒有實際應用價值的風小時，不發電狂風（fēng）吹來（lái），又使風輪越轉越快（kuài），係統就會被吹跨為了解決這些問題，水平軸風力增（zēng）加了齒輪箱、偏航係統、液壓係統、刹車係統和控製係統等裝置（zhì）
（1）、齒輪箱可以將很低的風（fēng）輪轉速（大型的風機通常為27轉/分）變為很高（gāo）的發電機轉速（通常為1500轉/分）同時也使得發電機易於控製，實現穩定的頻率和電壓（yā）輸出
（2）、偏航係統（tǒng）可以（yǐ）使風輪掃掠麵積總是垂直於主風向（xiàng），風輪（lún）沿水平軸旋轉，以便產生動力為此，機艙要在水平（píng）麵360度旋轉，隨時跟風，達到"迎風"目（mù）的要知道，大型的風機機艙總重幾十多噸，使這樣一個係統隨時對準主風（fēng）向也有相當的技術難度這個調節係統包含有風向檢（jiǎn）測、角位（wèi）移發送（sòng）、角位移跟蹤閉環電力拖動係統（tǒng）
（3）、變槳矩係統，水平軸風輪機當風（fēng）速變化時,為了調節轉速，要有漿距（jù）調節係統，風輪的葉片要圍繞根部的中心軸旋轉，以（yǐ）便適應不同的風況停機係統，葉片尖部要（yào）甩出，以便形成阻尼即在風載荷下轉動漿葉（yè）一（yī）個角度（dù）此扭矩非常大，隻（zhī）有用液壓係統才行這個閉環調節係統精度高，液壓係統液體在冬季要（yào）有防凍措施，以防失靈該係統價格貴、維護難（nán）

（4）、液壓係統就是用於調節葉片槳矩、阻尼（ní）、停（tíng）機（jī）、刹車等狀態下（xià）使用
（5）、控製係統是（shì）風力發電機的神經中樞就大型風機而言，一（yī）般在4米/秒左右（yòu）的風速自動啟動，在14米（mǐ）/秒左右發出額定功率然後，隨著風速的增加，一直控製在額定功率附近發電，直到風速達到25米/秒時自（zì）動停機風機的（de）控製係（xì）統，要在這樣惡劣的條件下，根據風速、風向對係統加以（yǐ）控製，在穩定的電壓和頻率下運行，自動地並（bìng）網和脫網並監視齒輪箱、發電機的運行溫度（dù），液壓係統的油（yóu）壓，對出現的任何異常進行報警，必要時自動停機

2、垂直軸風力（lì）機無（wú）需對風，不存在偏航功率損失；葉片設計簡單，完全可以自主設計；機艙和齒輪箱可置於風輪下或地麵，維（wéi）修費用更低；垂直軸風力機的噪音（yīn）比水平（píng）軸更小，噪聲汙染（rǎn）降低；此外，試驗室研（yán）究表明其風能利用係（xì）數不低於水平軸（zhóu）垂直軸風輪機不要（yào）迎風調節係統，可以接（jiē）受360度方位中任何方向來風，主軸永遠向設計方向轉動
　　

二、從力學角度（dù）分析：

葉（yè）片是風電機的"心髒"，葉（yè）片的性能直接關係到風電機的（de）性能
1、水平軸（zhóu）風力發電機：現有（yǒu）水平軸風力發電機葉片是（shì）參照直升飛機的螺旋槳設計的，屬於高風速葉片這種葉片結構相似懸臂梁，葉（yè）片上受到正麵風載荷力和離心力，會使根部產生很大（dà）彎矩的應力（lì），大量事故都是葉片根部折（shé）斷為此，這種葉片強（qiáng）剛性能要求很高，造價高昂，MW級風電（diàn）機葉（yè）片非常巨大，在高風速狀態（tài）產生強風載，風載的強度（dù）很（hěn）驚人，造成（chéng）的（de）後果就是大幅提高塔架和機組的強度和成本，造成風電機的強烈（liè）振動，造成機械和疲（pí）勞損壞，還容易形成衝擊電流，影響並網的穩定性

2、垂直（zhí）軸（zhóu）風輪機，葉片（piàn）兩頭（tóu）與（yǔ）軸固定，它的形狀不是由葉片的剛度來保證的葉片是柔性的，轉（zhuǎn）軸旋轉後無彎矩應力葉片隻受拉應力，用料少（shǎo）、壽命長，不易折斷，所以（yǐ），葉片性（xìng）能是造成風電機高昂成本的主要因素，也是造成故障和高額維護費的（de）主要因（yīn）素，我們（men）要降低風電機成本、提（tí）高發（fā）電效率就必須改善葉片性能（néng）
　　

三、係統穩定（dìng）性分析：
1、水平軸風機的機倉放置在高高的塔頂（dǐng），而且是一個（gè）可旋轉360度的活動聯接機構，自身重達十幾（jǐ）噸至（zhì）幾十噸，葉片上隨機風載荷達幾十噸，重心高、不穩定、易翻倒由（yóu）於高位放置安裝，維護（hù）不便
2、垂直軸風力發電機的發電機、齒輪箱放在（zài）底部，重心低、穩定、維護方便由於塔架低（dī）矮，降低了成本
總結上述：水平（píng）軸（zhóu）風（fēng）力機（jī）設計技術複雜，重幾十噸的機艙需安裝在近百米的高空，功率存在偏（piān）航損失等，這些都是國內風電成（chéng）本較高的原因垂直軸風力發電係統力學性能好、結構簡單、成本低，具有競爭優勢所以垂直軸風力發電機才是未來風（fēng）電的發展方向。

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