风力发电机组的形式

二、风力发电机组的形式

根据收集风能的结构形式及在空间的布置，风力发电机组可分为水平轴式或垂直轴式。根据塔架位置，风力发电机组可分为上风式和下风式，如图3-3和图3-4所示。

图3-3　上风式

图3-4　下风式

根据桨叶数量，风力发电机组可分为单叶片式、双叶片式、三叶片式、四叶片式和多叶片式，双叶片、三叶片和多叶片如图3-5所示。

图3-5　按桨叶数量分类图

(a)双叶片式(b)三叶片式(c)多叶片式

根据桨叶和形式，风力发电机组可分为螺旋桨式、H形、S形等。

根据桨叶的工作原理，风力发电机组可分为升力型和阻力型。

根据风力发电机的容量，风力发电机组可分为微型(1kW以下)、小型(1～10kW)、中型(10～100kW)和大型(100kW以上)。

根据功率调节方式，风力发电机组可分为定桨距(失速型)机组和变桨距机组。

根据叶轮转速是否恒定，风力发电机组可分为定速风力发电机和变速风力发电机。

尽管风力发电机组多种多样，但归纳起来从结构上主要有两类:水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。

(一)水平轴风力发电机

水平轴风力发电机的风轮轴与地面呈水平状态。水平轴风力发电机也有升力型和阻力型两类。升力型旋转速度快，阻力型旋转速度慢。对于风力发电，现在多采用水平轴风力发电机。大多数水平轴风力发电机具有对风装置，能随风向改变而转动。对于小型风力发电机，对风装置采用尾舵。对于大型的风力发电机，则利用风向传感器元件及伺服电动机组成的传动机构。它一般由内风轮增速器、调速器、调向装置、发电机和塔架等部件组成，大中型风力发电机还有自动控制系统。这种风力发电机的功率从几十千瓦到数兆瓦，是目前最具有实际开发价值的风力发电机。

(二)垂直轴风力发电机

凡风轮转轴与地面呈垂直状态的风力发电机叫垂直轴风力发电机。其风轮可分为H形、△形、菱形、Y形、Φ形等，如图3-6所示。

图3-6　垂直轴风力发电机风轮类型

(a)H形风轮(b)△形风轮(c)菱形风轮(d)Y形风轮(e)Φ形风轮

虽然目前垂直轴风力发电机尚未大量商品化，但是它有许多特点，如不需大型塔架、发电机可安装在地面上、维修方便及叶片制造简便等。