简析几种垂直轴风力发电机翼型的调节方式

　　风力发电机多种多样，但简单归纳起来可分为两类：

　　1、水平轴风力发电机，即风轮的旋转轴与风向平行；

　　2、垂直轴风力发电机，即风轮的旋转轴垂直于地面或者气流的方向。

垂直轴风力发电机

　　本文主要描述的是垂直轴风力发电机。垂直轴风力发电机（verTIcal axis wind turbine VAWT）从分类来说，主要分为阻力型和升力型。

　　阻力型垂直轴风力发电机主要是利用空气流过叶片产生的阻力作为驱动力的，而升力型则是利用空气流过叶片产生的升力作为驱动力的。由于叶片在旋转过程中，随着转速的增加阻力急剧减小，而升力反而会增大，所以升力型的垂直轴风力发电机的效率要比阻力型的高很多。

　　利用阻力旋转的垂直轴风力发电机有几种类型，其中有利用平板和杯子做成的风轮，这是一种纯阻力装置；S型风车，具有部分升力，但主要还是阻力装置。这些装置有较大的启动力矩，但尖速比低，在风轮尺寸、重量和成本一定的情况下，提供的功率输出低。

　　达里厄式风轮是法国G.J.M达里厄于19世纪30年代发明的。在20世纪70年代，加拿大国家科学研究院对此进行了大量的研究，是水平轴风力发电机的主要竞争者。达里厄式风轮是一种升力装置，弯曲叶片的剖面是翼型，它的启动力矩低，但尖速比可以很高，对于给定的风轮重量和成本，有较高的功率输出。世界上有多种达里厄式风力发电机，如Φ型，Δ型，Y型和H型等。这些风轮可以设计成单叶片，双叶片，三叶片或者多叶片。

　　从达里厄发明升力型垂直轴风力机至今已180多年了，但一直未能广泛应用，主要是自身的一些缺点妨碍了应用。不能自起动是其重要的缺点，但主要的缺点还是对风力的变化范围与负荷的变化范围要求过窄，这也涉及它不能调速的缺点。

　　1、固定叶片升力型垂直轴风力发电机
图1升力型垂直轴风力机风轮叶片布置图