垂直轴风力发电机
昨天有一条新闻，说是「大机组时代来临，国内有个 50 MW 的风电机组在建」。从新闻图片来看，这是个垂直轴的风力发电机组。
关于新闻涉及的机型、厂家和项目我并没有更多的信息。今天就着这个话题，我们谈谈垂直轴风力发电机组。
首先，垂直轴机型确实有很多优势，比如：
不用偏航；
传动链设计、安装和维护更方便；
基础可以用所谓的「螺旋桩」，成本低并且能够再回收；
叶片设计和制造更方便；
可以安装的更密集；
可以安装在已有横轴机组的风场内，充分利用风资源；
甚至有研究表明，同样大小的风场面积，垂直轴能够获得更多的风能转化。
既然这么多优点，这些年为什么业界没有选择垂直轴作为风力发电机组的主流呢？
这是因为垂直轴机型面对一个主要问题是：叶片的动态失速，dynamic stall of the blades。这种失速会对叶片，以及整个机组产生很严重的影响，就像飞机如果失速，可能会导致很严重的后果一样。
这种动态失速的原因是叶片的攻角变化太快。我们看下面的图，当叶片沿着垂直轴旋转时，叶片的攻角一直在发生变化，也就是叶片的迎风面和迎风角度在一直随着转动发生变化。
而这种叶片的旋转方式，正是垂直轴的核心特点，没有了这种旋转，我们开始提到的那些优点就全没有了。
所以，上帝给垂直轴机型打开了很多窗口，却关上了一扇大门。
当然，不排除有人在这方面取得了技术突破，并且也确实有人致力于这方面的研究。比如，有一家叫 quietrevolution 的小型机厂家做出了如下的设计：
据称，这种叶片的外形设计很大程度上克服了垂直轴在失速方面的问题。但是，这是小机组产品。
垂直轴的优点再加上这种改进设计，确实是理想的小型风电机组方案。
至于动辄 50 MW的「大机组」，到底会是什么状况，将来如何发展就不得而知了。
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