新型垂直軸風力發電機

一、技術原理

　　該技術采用空氣洞力學原理，針對垂直軸旋轉的風洞模擬，葉片選用了飛機翼形形狀，在風輪旋轉時，它不會受到因變形而改變效率等；它用垂直直線4-5個葉片組成，由4角形或5角形形狀的輪轂固定、連接葉片的連桿組成的風輪，由風輪帶動稀土永磁發電機發電送往控制器進行控制，輸配負載所用的電能。

　　該技術原理根據空氣片條理論，實際計算可選取垂直風機旋轉軸的切面進行計算模型，按葉片實際尺寸，每個葉片的旋轉軸心距離為N米；用CFD技術進行模擬氣動系數計算，計算原理采用離散數字方法求解翼形斷面的氣動力，用網格方法對雷諾數流動渦量分布比較形成高雷諾數下對Navier-Stokes方程進行數字模擬計算的原理結果。

　　采用稀土永磁材料發電的原理，配套與空氣洞力學原理的風輪，采用直驅式結構進行旋轉發電。

　　專利技術：一種風力發電機（專利號：ZL200420081310.2）　

二、功率特性

　　根據H型風力發電機的原理，風輪的轉速上升速度提高較快（力矩上升速度快），它的發電功率上升速度也相應變快，發電曲線變得飽滿（如下圖）。在同樣功率下，垂直軸風力發電機的額定風速較現有水平軸風力發電機要小，并且它在低風速運轉時發電量也較大。

三、結構

　　由于此種設計結構采用了特殊空氣洞力學原理、三角形向量法的連接方式以及直驅式結構的原理，使得風輪的受力主要集中于輪轂上，因此抗風能力較強；此種設計的特性還體現在對周圍環境的影響上，運轉時無噪音以及電磁干擾小等特點使得新型垂直軸風力發電機優越性非常明顯。

　　垂直軸直線葉片永磁發電機風力發電電源系統結構圖

　　附：現有垂直軸風力發電電源比較：

　　目前，生產該類型垂直軸風力發電電源系統產品最多的是日本（2002年開始研究），還有英國、加拿大等國目前也在研制中，這些國家的大部分產品在風輪設計當中采用平行連接桿，這種方式對發電機輸出軸要求較高，并且結構相對復雜，現場安裝程序也偏多。另外，從力學方面分析，H型垂直軸風力發電機功率越大、葉片越長、平行桿的中心點與發電機軸的中心點距離越長，抗風能力就越差，因此，MUCE采取的是三角形向量法，彌補了上述的一些缺點。