小型垂直轴风力发电机在国外的新发展

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1、小型垂直轴风力发电机在国外的新发展文章编号：1009—1831(2007)02—0068—03中图分类号：TK018文献标志码：E杨慧杰，杨文通(北京工业大学机械工程与应用电子技术学院，北京100022)Thenewdeve1opmentofforeignsma1lverticalaxiswindgeneratorsYANGHui—jie,YANGWen—tong(BeijingUniversityofTechnology,Beijingl00022,China)人类利用风能己有数千年历史，在蒸汽机发明以前风能曾作为重要

2、的动力源，广泛应用于人类征服海洋、灌溉农m和加工谷物等领域。在蒸汽机出现之后，尤其伴随着煤、石油、天然气的大规模开采和廉价电力的获得，风力机械由于其成本高、效率低等劣势逐渐被淘汰。直到当代社会出现能源和环境危机后，开发风能等清洁而用之不竭的可再生能源才乂成为全球关注的焦点［1］。风力发电机可以分为水平轴风力机和垂直轴风力机两类。水平轴风力机的风轮围绕一个水平轴旋转，工作时风轮的旋转平面与风向垂直。风轮上的叶片是径向安置的，与旋转轴相垂直，并与风轮的旋转平面成一个角度。水平轴风力发电机因具有风能利用效率高和理论研究成熟的优

3、点成为目前商业化风力发电的主要形式。垂直轴风力机的风轮围绕一个垂直轴旋转，其主要优点是无需对风、结构简单以及维修维护方便。垂直轴风力机可分为利用空气阻力做功和利用翼型的升力做功两类。垂直轴风力机的应用早于水平轴风力机，中国最早利用风能的形式就是阻力型垂直轴风车[2]。由于其风能利用效率较低和相关理论研究的不足，垂直轴风力发电机一直无法取代水平轴风力发电机的主导地位。随着科技的发展，人们重新开始关注优点和缺点都很突出的垂直轴风力机，特别是小型风力机。近年来，垂直轴风力机的研究取得了极大的进展，很多形象各异的商用小型垂直轴风

4、力机(VerticalAxisWindTurbines,VAWT)己成功投入市场。而国内相关厂商和机构对这一技术发展的反应较为迟钝[3],本文介绍部分发达国家的典型产品，以资借鉴。图1MW1100的市场定位是为住宅、农场和公司提供廉价且清洁的能源，可离网独立使用或联网合作使用MW1100离/并网使用结构如图2所示。从风机类型上这种产品属于利用风能阻力来推动叶片转动而转化为机械能，但其磁悬浮轴联和较小的迎风面积损失大大提高Y其风能转化效率，且保留了这种形式固有的启动风速小和造型紧凑美观等特点。MW1100的设计额定功率为5

5、kW(额定风速约12.5m/s),生产率在平均风速为5.8m/s的条件下为其他形式风力涡轮机的很多技术不足，鲜明地把别墅楼群的屋顶作为搭建风机的平台，并持续以降低成木作为努力的方向。Mag-Wind公司的主打产品MW1100如图1所示，利用其有可编程多种线圈阻力的磁忌浮活动轴转换器设计解决了以前限制垂直轴风力涡轮机的11个不同的问题，其设计独特的三相永磁发电机能在更低的风速下有更高的发电量。Mag-Wing公司的风力机外形1.1国外小型垂直轴风力发电机的典型产品美国Mag-Wind公司的屋顶VAWT系统Mag—Wing公

6、司根植于美国德党萨斯州，一直致力于研宂比其他生产商价格要更低廉的通用风力发电设备。他们推出的具有鲜明特色的VAWT解决了收稿日期：2006-11-07作者简介：杨慧杰（i978一），男，辽宁大连人，硕士研究生，从事小型风力发电系统研究。1100kWh/月，启动风速低于2.3m/s，最高风速高于45m/s。2006年生产总量为3500套，按使用10年以上计算，客户全部负担的费用是3.5美分/kWh。如果购机客户分期付款以月付300美元计算，则投资回收期是3年或更短。尤其值得一提的是MW1100特有的不怕侧风和完全静音的特点

7、使其更适应城镇风况和保护环境。Mag-Wind公司测算，如果把10000个屋顶VAWT系统设置在同一座城市里，在一个风况良好的日子里可以产生约50MW的清洁电力，其经济效益和社会效益将极为可观。68

8、电力需求侧管理第9卷第2期2007年3月