水平轴叶桨迎风旋转式风力发电机组是当今全球风电机组设备中应用最为

广泛、规格型号最为齐全的机型形态，其采用的风轮直径最初较小，小型叶桨风

轮具有选材、制造、安装、应用简单方便，叶片设计安装形态多种多样（如：三叶

片型、多叶片型、叶片自行支撑安装型、在叶片支撑架上分布安装超薄叶片型等）

小风轮旋转速度很快，风轮的活动空间很小，但是在单位活动空间内所形成的

有效采风面积与采风能力、以及风轮的乘风出力转换能力均很强，风轮转头对风

方式灵活，风轮的旋转结构简单方便，叶片抗击恶劣风力冲击的能力优异，叶

片的造价便宜。

　　但是，随着风电机组大功率应用需求的推进与发展，风轮的直径正在逐步

加大，当前国外较大型的风轮旋面直径已达

126 米。然而实践数据与应用结果

确实证明，当风轮旋转直径放大到超出一定区域范围限制的情况下，其经济、性

能、应用等各项指标均会共同出现急剧变差的发展状况。如：超长直径风轮设计

所增加的有效乘风面积与其所需占用的活动空间面积的比值在急速下降，而其

叶片延伸长度所增加的绝大多数旋转活动空间确是处于极其低效与无效的存在

状态中，从而导致自然界提供的有限优质风场及其优质风能资源的有效利用程

度大幅度降低；如果采用在相同风场风力流动路径上层层紧密叠加设置上述相

同形态的风电机组，以试图减少其无效活动空间所造成的风能流失损失程度，

又将导致该风场整体建设成本的更大幅度增加，况且前后层层紧密叠加设置的

风机与其丛林塔架将会形成气流阻力与相互干扰影响，使该风场各个风机所能

承接的风压强度和其运行效率普遍下降，这在风力强度不是很大的时刻会表现

得尤为显著，从而使该风场整体投入与产出效益的比值大幅度下降。

此外，随着风轮直径的超限放大，希望叶片增加的乘风能力与叶片配合增

加的重量、叶片配合增加的抗折断强度需求指标的比值在急速下降，从而导致叶

片的材料成本、制造成本、运输成本、安装成本的大幅提高；微弱风力无法驱动巨

型巨重风叶的结果又将导致自然界风能的有效利用时间与强度范围大幅下降；

因为超长超大功率风轮叶片的很大部分叶径截面的形态近乎于圆形，因此导致