我們都知道能源對(duì)一個(gè)國(guó)家非常重要。但是一些傳統(tǒng)能源，比如石油，數(shù)量越來(lái)越少，所以很多人把目光轉(zhuǎn)向了可再生能源。其中，風(fēng)力發(fā)電引起了很多人的關(guān)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(fēng)力發(fā)電機(jī),人們常常想到它3荷蘭風(fēng)車(chē)的葉子,通常稱為水平軸風(fēng)機(jī),也是技術(shù)最成熟、占據(jù)主流市場(chǎng)的產(chǎn)品。水平軸風(fēng)機(jī)技術(shù)主要包括風(fēng)輪技術(shù)(葉片)技術(shù)、發(fā)電機(jī)和傳動(dòng)技術(shù)、并網(wǎng)技術(shù)三大部分,后兩部分技術(shù)已經(jīng)成熟,但由于水平軸風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì),葉片除了依靠葉素理論計(jì)算外，還依靠葉素理論設(shè)計(jì),還要依靠經(jīng)驗(yàn)來(lái)修正計(jì)算值。隨著新興市場(chǎng)風(fēng)電的快速發(fā)展，在國(guó)家政策支持和能源供應(yīng)緊張的背景下，我國(guó)風(fēng)電特別是風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)也迅速崛起，成為世界上最活躍的風(fēng)電場(chǎng)所。2006年全球風(fēng)電資金9%投資中國(guó)，總額16.2億歐元（約162.7億元人民幣）。2007年，中國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量排名世界第五。截至2010年，我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量已達(dá)4287MW，躍居世界第一。中國(guó)巨大的風(fēng)電市場(chǎng)和廉價(jià)的勞動(dòng)力成本吸引了大量外國(guó)風(fēng)電巨頭在中國(guó)建廠或與國(guó)內(nèi)企業(yè)合資，生產(chǎn)的產(chǎn)品被貼上了中國(guó)制造的標(biāo)簽。中國(guó)制造的風(fēng)電設(shè)備產(chǎn)品占有越來(lái)越大的市場(chǎng)份額，風(fēng)機(jī)產(chǎn)品正在經(jīng)歷從全球制造向中國(guó)制造的轉(zhuǎn)變。

垂直軸H型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的興起和發(fā)展

風(fēng)機(jī)垂直于地面的轉(zhuǎn)軸,簡(jiǎn)稱垂直軸風(fēng)機(jī)。垂直軸風(fēng)機(jī)的應(yīng)用可追溯到幾千年前。,人們使用垂直軸風(fēng)機(jī)來(lái)提水。但利用垂直軸進(jìn)行發(fā)電研究，直到垂直軸發(fā)電。20世紀(jì)20年代以后才開(kāi)始,由于研究工具和方法的落后,結(jié)果認(rèn)為垂直軸風(fēng)機(jī)的風(fēng)能利用率不如水平軸風(fēng)機(jī),但制造工藝、成本低于水平軸風(fēng)機(jī)的結(jié)論。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的日新月異,計(jì)算流體力學(xué)(ComputationalFluidDynamics,簡(jiǎn)稱CFD)發(fā)展迅速,從最初的小擾動(dòng)速勢(shì)方程開(kāi)始,歐拉方程和更復(fù)雜的方程N(yùn)-S方程,尤其進(jìn)入21世紀(jì)后,已經(jīng)可以模擬動(dòng)態(tài)下復(fù)雜形狀的氣流,這為垂直軸風(fēng)機(jī)的研究提供了基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片受到葉片特殊非等截面結(jié)構(gòu)的限制,目前還不能用CFD方法設(shè)計(jì)、計(jì)算,只能依靠大量的經(jīng)驗(yàn)來(lái)設(shè)計(jì)。

對(duì)于H型垂直軸風(fēng)輪葉片,因?yàn)樗堑冉孛娼Y(jié)構(gòu),已經(jīng)可以用CFD方法來(lái)設(shè)計(jì),計(jì)算精度高于葉素理論方法,因此,目前，世界上研究垂直軸風(fēng)機(jī)的機(jī)構(gòu)越來(lái)越多。

現(xiàn)有的中小型H型垂直軸風(fēng)機(jī)不僅在系統(tǒng)效率上達(dá)到了中小型水平軸風(fēng)機(jī)的水平,它還解決了低風(fēng)速啟動(dòng)和高風(fēng)速自動(dòng)限速的問(wèn)題,世界上首次使用中小型垂直軸風(fēng)機(jī)具有商業(yè)應(yīng)用價(jià)值,同時(shí)由于H型風(fēng)機(jī)無(wú)噪音的特點(diǎn),與中小型水平軸風(fēng)機(jī)相比，應(yīng)用范圍更廣,為中小型垂直軸風(fēng)機(jī)的大規(guī)模商業(yè)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

垂直軸H型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：

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(yīng)復(fù)雜的環(huán)境和大型化。畢竟，安裝和維護(hù)都很方便。

2、垂直軸的葉片是一個(gè)簡(jiǎn)單的圓柱形，理論上可以接受各個(gè)方向的風(fēng)能，沒(méi)有風(fēng)裝置，發(fā)電量應(yīng)該更高。

3、噪音小，一般十幾轉(zhuǎn)就能發(fā)電，200轉(zhuǎn)已經(jīng)是額定轉(zhuǎn)速，一般風(fēng)速1-28米/秒就能發(fā)電，轉(zhuǎn)速低，不會(huì)影響生態(tài)，也不需要潤(rùn)滑油。

4、旋轉(zhuǎn)半徑小，可節(jié)省更多空間，可容納更多設(shè)備。

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

6、控制也很簡(jiǎn)單，不需要為宜和偏航系統(tǒng)來(lái)驅(qū)動(dòng)葉片運(yùn)行。

由于H型垂直軸風(fēng)機(jī)高效、無(wú)噪音等特點(diǎn),未來(lái)無(wú)論是風(fēng)電場(chǎng)還是中小型獨(dú)立用戶,H型垂直軸風(fēng)機(jī)必將得到廣泛的應(yīng)用。

垂直軸H型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域

由于H型垂直軸風(fēng)機(jī)的特點(diǎn),因此，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的應(yīng)用模式和領(lǐng)域發(fā)生了變化。水平軸風(fēng)機(jī)由于噪聲、風(fēng)向等問(wèn)題,風(fēng)扇要么用于風(fēng)電場(chǎng),要么用于邊遠(yuǎn)地區(qū)解決無(wú)電問(wèn)題,所有這些應(yīng)用都遠(yuǎn)離城市中心區(qū)域,但H型風(fēng)機(jī)將擴(kuò)展新的應(yīng)用領(lǐng)域。例如，,除風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)用外,還可以充分利用大型建筑的集風(fēng)作用和大型建筑頂層的空間和高度,建造風(fēng)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(guò)風(fēng)/光互補(bǔ)方式廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)。

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