垂直軸小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)與水平軸小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)對(duì)比

概述：

小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)品主要應(yīng)用于離網(wǎng)型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)/風(fēng)光互補(bǔ)監(jiān)控系統(tǒng)中，發(fā)電系統(tǒng)部署可靠性高，通過專業(yè)完善的設(shè)計(jì)邏輯能有效達(dá)到高水平的能源管理，解決戶外無電區(qū)域無人值守的用電困難問題，提供大自然源源不斷的電力資源轉(zhuǎn)換供給。

主線機(jī)型分類：

小型風(fēng)力發(fā)機(jī)市場上以兩種類別為主，分別是垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)和水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)/發(fā)電原理：

水平軸小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要由葉片、輪轂、稀土永磁三相同步發(fā)電機(jī)、滑環(huán)部件、雙溝球軸承、自調(diào)節(jié)尾舵件等組合而成；風(fēng)輪是風(fēng)力發(fā)電機(jī)對(duì)風(fēng)能量進(jìn)行收集的主要部件，其作用把空氣流動(dòng)風(fēng)能量通過風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)的方式把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為動(dòng)勢能慣性，通過稀土永磁三相同步發(fā)電機(jī)，即一個(gè)多極化永磁轉(zhuǎn)子和帶有適當(dāng)設(shè)計(jì)繞組的定子。通過小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)多極化永磁轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)子與定子的氣隙形成一個(gè)隨時(shí)間變化的磁通。這個(gè)通量在定子繞組端子上產(chǎn)生三相交流電壓，從而變?yōu)殡娔堋?/p>

垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉輪轉(zhuǎn)軸與地面垂直，故稱為垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。它是一種利用垂直的氣動(dòng)式設(shè)計(jì)風(fēng)輪葉片與流動(dòng)的空氣產(chǎn)生互導(dǎo)轉(zhuǎn)向，機(jī)械能傳導(dǎo)致中心軸從而帶動(dòng)磁懸浮發(fā)電機(jī)，通過磁懸浮技術(shù)理論、將電機(jī)線圈懸浮于一定的空間，在沒有任何機(jī)械摩擦阻力以及在風(fēng)力作用下，使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)并切割磁感線發(fā)出三相交流電。

升力型小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)特點(diǎn)：

通過特殊氣動(dòng)式葉片設(shè)計(jì)，發(fā)電機(jī)可達(dá)到的轉(zhuǎn)速相對(duì)比較高，風(fēng)能利用率系數(shù)大，適用于地理位置開闊、高風(fēng)速地區(qū)及并網(wǎng)型系統(tǒng)。同理?xiàng)l件下升力型要求的啟動(dòng)風(fēng)速條件相對(duì)比較高，在風(fēng)速較低的場景下使用平均發(fā)電量值波動(dòng)系數(shù)大；遇到風(fēng)量比較好的場景內(nèi)，控制電路上需要做到更高的技術(shù)要求，可以選擇外置無極卸荷方式配置，有效保護(hù)蓄電池的儲(chǔ)能系統(tǒng)不被損壞。

阻力型小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)特點(diǎn)：

阻力型小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)屬于低風(fēng)速地區(qū)應(yīng)用系列，啟動(dòng)風(fēng)速低，應(yīng)用地理場景更加廣泛；也由于額定轉(zhuǎn)速低抗風(fēng)能力好，遇到臺(tái)風(fēng)級(jí)別的風(fēng)力穩(wěn)定性更高；阻力型小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)能利用率比升力型低，控制系統(tǒng)可使用電子卸荷方式，集成度更高。對(duì)于沿海地區(qū)應(yīng)用。

小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)應(yīng)用選型特點(diǎn)：

風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)中小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)屬于重要的發(fā)電單元之一，通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)的氣動(dòng)式葉片設(shè)計(jì)和輪轂結(jié)構(gòu)，通過自然風(fēng)能量帶動(dòng)自轉(zhuǎn)，讓電機(jī)轉(zhuǎn)子同步轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生切割磁感線發(fā)出三相交流電，而葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的速度越快產(chǎn)生的電流就越大。那么我們在部署離網(wǎng)型風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)是怎樣考慮風(fēng)力發(fā)電機(jī)的選型呢？

升力型小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)特點(diǎn)：通過特殊氣動(dòng)式葉片設(shè)計(jì)，發(fā)電機(jī)可達(dá)到的轉(zhuǎn)速相對(duì)比較高，風(fēng)能利用率系數(shù)大，適用于地理位置開闊、高風(fēng)速地區(qū)及并網(wǎng)型系統(tǒng)。同理?xiàng)l件下升力型要求的啟動(dòng)風(fēng)速條件相對(duì)比較高，在風(fēng)速較低的場景下使用平均發(fā)電量值波動(dòng)系數(shù)大；遇到風(fēng)量比較好的場景內(nèi)，控制電路上需要做到更高的技術(shù)要求，可以選擇外置無極卸荷方式配置，有效保護(hù)蓄電池的儲(chǔ)能系統(tǒng)不被損壞。

阻力型小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)特點(diǎn)：阻力型小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)屬于低風(fēng)速地區(qū)應(yīng)用系列，啟動(dòng)風(fēng)速低，應(yīng)用地理場景更加廣泛；也由于額定轉(zhuǎn)速低抗風(fēng)能力好，遇到臺(tái)風(fēng)級(jí)別的風(fēng)力穩(wěn)定性更高；阻力型小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)能利用率比升力型低，控制系統(tǒng)可使用電子卸荷方式，集成度更高。對(duì)于沿海地區(qū)應(yīng)用。

升力型和阻力型優(yōu)勢各顯特長：

小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)中的升力型，適合用于地區(qū)場景內(nèi)四周場景開闊沒有遮擋（沙漠、高山、草原、河流、海上、草原），選擇升力型風(fēng)力發(fā)電機(jī)具備轉(zhuǎn)速高，風(fēng)能利用率高，簡單來說可以達(dá)到更加多的發(fā)電量，瞬間電流大充電效率更高。巨量頻繁的風(fēng)能量條件下能滿足特性能力發(fā)揮到極致。由于升力型小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)的風(fēng)速要求比較高（啟動(dòng)條件3米/秒），所以氣動(dòng)式葉片設(shè)計(jì)會(huì)比較長，所以高風(fēng)速的應(yīng)用下需要考慮風(fēng)能控制器的散熱系數(shù)、剎車卸荷性能，配置時(shí)選取PWM的控制器比較理想。

小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)中的阻力型，適合用于地區(qū)（城鎮(zhèn)建設(shè)、低風(fēng)量地區(qū)、森林山道、低洼盆地層區(qū)域、水庫河道），選擇阻力型風(fēng)力發(fā)電機(jī)具備低轉(zhuǎn)速持續(xù)發(fā)電，由于葉片的設(shè)計(jì)特性轉(zhuǎn)速相對(duì)不高，但風(fēng)機(jī)的優(yōu)勢是極低的扭矩系數(shù)，可以在低風(fēng)速的場景下轉(zhuǎn)動(dòng)，配合MPPT控制器可以實(shí)現(xiàn)升壓效果，實(shí)現(xiàn)低轉(zhuǎn)速也能發(fā)電，發(fā)電的持續(xù)性長時(shí)間有效保持，年平均發(fā)電量優(yōu)越。

總結(jié)：

水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)和垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)在低風(fēng)速和高風(fēng)速之下各有所長，不同的電機(jī)特性引發(fā)啟動(dòng)風(fēng)速和葉片設(shè)計(jì)有著不同的應(yīng)用，在每個(gè)場景下所發(fā)電量確實(shí)各有千秋，重點(diǎn)的是在風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者需要詳細(xì)考慮應(yīng)用場景情況和環(huán)境因素，合理配置相應(yīng)產(chǎn)品配對(duì)，通過專業(yè)的評(píng)估分析讓小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的優(yōu)勢盡顯才能物盡其用；隨著我國大力推廣實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)，風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電日趨成熟的技術(shù)也越來越受到廣泛人們認(rèn)知和認(rèn)同，能廣泛應(yīng)用普及解決用電難的問題。

審核編輯黃宇