我們都知道能源對一個國家非常重要。但是一些傳統(tǒng)能源，比如石油，數(shù)量越來越少，所以很多人把目光轉向了可再生能源。其中，風力發(fā)電引起了很多人的關注。畢竟，只要地球存在，這種可再生能源就可以一直存在。

提到風力發(fā)電機,人們常常想到它3荷蘭風車的葉子,通常稱為水平軸風機,也是技術最成熟、占據(jù)主流市場的產(chǎn)品。水平軸風機技術主要包括風輪技術(葉片)技術、發(fā)電機和傳動技術、并網(wǎng)技術三大部分,后兩部分技術已經(jīng)成熟,但由于水平軸風機的設計,葉片除了依靠葉素理論計算外，還依靠葉素理論設計,還要依靠經(jīng)驗來修正計算值。隨著新興市場風電的快速發(fā)展，在國家政策支持和能源供應緊張的背景下，我國風電特別是風電設備制造業(yè)也迅速崛起，成為世界上最活躍的風電場所。2006年全球風電資金9%投資中國，總額16.2億歐元（約162.7億元人民幣）。2007年，中國風電裝機容量排名世界第五。截至2010年，我國風電裝機容量已達4287MW，躍居世界第一。中國巨大的風電市場和廉價的勞動力成本吸引了大量外國風電巨頭在中國建廠或與國內(nèi)企業(yè)合資，生產(chǎn)的產(chǎn)品被貼上了中國制造的標簽。中國制造的風電設備產(chǎn)品占有越來越大的市場份額，風機產(chǎn)品正在經(jīng)歷從全球制造向中國制造的轉變。

垂直軸H型風力發(fā)電機的興起和發(fā)展

風機垂直于地面的轉軸,簡稱垂直軸風機。垂直軸風機的應用可追溯到幾千年前。,人們使用垂直軸風機來提水。但利用垂直軸進行發(fā)電研究，直到垂直軸發(fā)電。20世紀20年代以后才開始,由于研究工具和方法的落后,結果認為垂直軸風機的風能利用率不如水平軸風機,但制造工藝、成本低于水平軸風機的結論。

隨著計算機技術的日新月異,計算流體力學(ComputationalFluidDynamics,簡稱CFD)發(fā)展迅速,從最初的小擾動速勢方程開始,歐拉方程和更復雜的方程N-S方程,尤其進入21世紀后,已經(jīng)可以模擬動態(tài)下復雜形狀的氣流,這為垂直軸風機的研究提供了基礎。傳統(tǒng)的水平軸風力發(fā)電機葉片受到葉片特殊非等截面結構的限制,目前還不能用CFD方法設計、計算,只能依靠大量的經(jīng)驗來設計。

對于H型垂直軸風輪葉片,因為它是等截面結構,已經(jīng)可以用CFD方法來設計,計算精度高于葉素理論方法,因此,目前，世界上研究垂直軸風機的機構越來越多。

現(xiàn)有的中小型H型垂直軸風機不僅在系統(tǒng)效率上達到了中小型水平軸風機的水平,它還解決了低風速啟動和高風速自動限速的問題,世界上首次使用中小型垂直軸風機具有商業(yè)應用價值,同時由于H型風機無噪音的特點,與中小型水平軸風機相比，應用范圍更廣,為中小型垂直軸風機的大規(guī)模商業(yè)發(fā)展奠定了基礎。

垂直軸H型風力發(fā)電機的優(yōu)點：

1、垂直軸的發(fā)電系統(tǒng)安裝在塔筒下，整體重心低，更容易適應復雜的環(huán)境和大型化。畢竟，安裝和維護都很方便。

2、垂直軸的葉片是一個簡單的圓柱形，理論上可以接受各個方向的風能，沒有風裝置，發(fā)電量應該更高。

3、噪音小，一般十幾轉就能發(fā)電，200轉已經(jīng)是額定轉速，一般風速1-28米/秒就能發(fā)電，轉速低，不會影響生態(tài)，也不需要潤滑油。

4、旋轉半徑小，可節(jié)省更多空間，可容納更多設備。

5、發(fā)電機的輸出曲線比較硬，在5-9米/秒的風速范圍內(nèi)，輸出的電量比水平軸高20%左右。

6、控制也很簡單，不需要為宜和偏航系統(tǒng)來驅動葉片運行。

由于H型垂直軸風機高效、無噪音等特點,未來無論是風電場還是中小型獨立用戶,H型垂直軸風機必將得到廣泛的應用。

垂直軸H型風力發(fā)電機的應用領域

由于H型垂直軸風機的特點,因此，風力發(fā)電機的應用模式和領域發(fā)生了變化。水平軸風機由于噪聲、風向等問題,風扇要么用于風電場,要么用于邊遠地區(qū)解決無電問題,所有這些應用都遠離城市中心區(qū)域,但H型風機將擴展新的應用領域。例如，,除風電場應用外,還可以充分利用大型建筑的集風作用和大型建筑頂層的空間和高度,建造風電大樓和零能耗大樓。城市公共照明和高速公路也可以通過風/光互補方式廣泛應用于風力發(fā)電機。

另外,具有風資源條件的企事業(yè)單位也可以大量使用H型垂直風機,如海邊海水淡化裝置、油田采油機、海上鉆井平臺等。