新型垂直轴风力发电机

MUCE 新型垂直轴风力发电机（H 型）设计原理（参赛）

　　针对目前众多网友对新型垂直轴风力发电机（

H 型）的设计原理比较感兴趣，特在

此将部分设计原理以及技术指标作详细地阐述，希望能给各位朋友予以更深入地了解。

　　最早的垂直轴风力发电机是一种圆弧形双叶片的结构（

Φ 型或称为达里厄），由于

其受风面积小，相应的启动风速较高，一直未得到大力发展，我国也在前几年做了一些
尝试，但效果始终不理想。针对一些朋友问及：为何当初采用

Φ 型设计而没有用现在这

种

H 型结构？实际上，这和科技的发展特别是电脑的发展密切相关的，由于 H 型垂直

轴风力发电机的设计需要非常大量的空气洞力学计算以及数字模拟计算，采用人工的方
法计算一次至少需要几年的时间，而且不是一次计算就能得到正确的结果，所以在计算
机还不是很发达的年代，人们根本无法完成这一设计构思。

　　由于特殊应用场合的需要，

2001 年我国率先开始了这项研究，并且在以后两年的

时间里不断对产品进行改进，在

2003 年初，产品走向成熟，并在海岛以及边疆大量采

用以这种新型垂直轴风力发电机为主要设备的风光互补系统。

　　目前，世界上主要以

MUCE 公司和日本某公司为该产品的主要研发和生产单位。

　　

H 型垂直轴风力发电机的技术原理：

　　一、技术原理

　　该技术采用空气洞力学原理，针对垂直轴旋转的风洞模拟，叶片选用了飞机翼形形
状，在风轮旋转时，它不会受到因变形而改变效率等；它用垂直直线

4-5 个叶片组成，

由

4 角形或 5 角形形状的轮毂固定、连接叶片的连杆组成的风轮，由风轮带动稀土永磁

发电机发电送往控制器进行控制，输配负载所用的电能。

　　该技术原理根据空气片条理论，实际计算可选取垂直风机旋转轴的切面进行计算模
型，按叶片实际尺寸，每个叶片的旋转轴心距离为

N 米；用 CFD 技术进行模拟气动系

数计算，计算原理采用离散数字方法求解翼形断面的气动力，用网格方法对雷诺数流动
涡量分布比较形成高雷诺数下对

Navier-Stokes 方程进行数字模拟计算的原理结果。

　　采用稀土永磁材料发电的原理，配套与空气洞力学原理的风轮，采用直驱式结构进
行旋转发电。

　　专利技术：一种风力发电机（专利号：

ZL200420081310.2）

　　二、功率特性

根据

H 型风力发电机的原理，风轮的转速上升速度提高较快（力矩上升速度快），它的

发电功率上升速度也相应变快，发电曲线变得饱满。在同样功率下，垂直轴风力发电机