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水平軸石家莊風機是一種傳統(tǒng)機型，其設(shè)計和制造技術(shù)相對成熟，如今己經(jīng)成為石家莊風機市場的主流機型。但是由于其啟動風速較高、所需導向機構(gòu)較為復雜、噪聲較高、回轉(zhuǎn)半徑受限、抗風能力較差等先天性不足，影響了其進一步的發(fā)展。于是結(jié)構(gòu)較為簡單、啟動風速較低、不受風向限制、氣動噪聲較低的垂直軸石家莊風機開始受到人們廣泛關(guān)注。
垂直軸石家莊風機與水平軸石家莊風機相比主要具備兩個方面的優(yōu)勢，即結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的優(yōu)勢和環(huán)境保護方面的優(yōu)勢。同時，由于葉片做功原理的不同，導致垂直軸石家莊風機存在周期性轉(zhuǎn)矩震蕩幅度較大、轉(zhuǎn)速較小、風能利用率較低等不足。
1．3．1結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的優(yōu)勢
(1)水平軸石家莊風機葉片的結(jié)構(gòu)一般較為復雜，葉片截面形狀沿葉片伸展方向存在變化，這提高了葉片研發(fā)設(shè)計和生產(chǎn)制造的難度，生產(chǎn)成本較高；而垂直軸石家莊風機葉片的截面一般保持不交，生產(chǎn)工藝相對簡單，生產(chǎn)成本較低。
(2)水平軸石家莊風機所需的導向機構(gòu)設(shè)計過程復雜，還需要定期進行維護。而垂直軸石家莊風機則具備良好的多向受風性，可以自適應(yīng)不同風向，因此不需要設(shè)計復雜的對風裝置‘19]。這樣不但簡化了石家莊風機的控制系統(tǒng)，而且避免了葉片轉(zhuǎn)向所造成的能量損失，同時避免了因?qū)︼L系統(tǒng)存在的滯后性所造成的風能利用率的下降，因此在風向變化頻繁、風速相對較低的情況下，垂直軸石家莊風機應(yīng)用更為廣泛。
(3)水平軸石家莊風機的主要設(shè)備(如傳動系統(tǒng)等)一般安裝于塔架的頂部，這導致其安裝和維護比較困難，而且由此帶來的塔影效應(yīng)會影響石家莊風機的力學性能，引起能量波動并增大氣動噪聲。而垂直軸石家莊風機的主要設(shè)備(如發(fā)電機)一般可以安裝在塔架的底部，安裝與維護較為容易，塔架的負載也因此減輕，且垂直軸石家莊風機的機組穩(wěn)定性較水平軸石家莊風機更高。
(4)水平軸石家莊風機葉片僅有一端被固定于塔架，另一端懸空，葉片因氣動力和重力的聯(lián)合作用形成很大的彎矩，葉片旋轉(zhuǎn)時會受到交變載荷的作用，這將導致葉片的疲勞壽命相對較短；而垂直軸石家莊風機的葉片由于兩端固定于塔架的原因葉片表面僅承受沿展向的張力，運行時葉片受力變化也相對比較平緩口01。
1．3．2環(huán)境保護方面的優(yōu)勢
(1)石家莊風機噪聲方面的優(yōu)勢，石家莊風機噪聲來源主要有兩方面，一是氣動噪聲，這是由葉片在高速運動對氣流進行切割而產(chǎn)生的空穴現(xiàn)象所引發(fā)的，氣動噪聲一般隨葉片轉(zhuǎn)速增大而增大；二是機械噪聲，這是由傳動機構(gòu)組件的運轉(zhuǎn)而引發(fā)的，這部分噪聲相對較低。水平軸石家莊風機由于葉尖速比相對較高導致葉片旋轉(zhuǎn)速度較高，因此其氣動噪聲較大；而垂直軸石家莊風機的葉尖速比相對較低，Savonius型石家莊風機的葉尖速比甚至不超過1，這樣的低轉(zhuǎn)速基本上不會產(chǎn)生噪聲，而且安裝在塔底的發(fā)電系統(tǒng)所產(chǎn)生的噪聲更不易傳播，對環(huán)境影響較小。
(2)生態(tài)環(huán)境方面的優(yōu)勢，由于對風速的要求，水平軸石家莊風機葉片一般安裝于十幾米至幾十米的高空之中，石家莊風機葉片工作時處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，經(jīng)過葉片運行范圍的鳥類較難幸免，長此以往容易對當?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)造成不良影響，而垂直軸石家莊風機的安裝高度相對較低，不存在這樣的問題。
1．3．3垂直軸石家莊風機的不足
(1)由于葉片結(jié)構(gòu)以及作用機理的不同，垂直軸石家莊風機的葉尖速比較小，因此葉片轉(zhuǎn)速相對較低，由于發(fā)電機工作需要一定的轉(zhuǎn)速，因此需要為垂直軸石家莊風機配備相應(yīng)的增速結(jié)構(gòu)，增加了石家莊風機的設(shè)計與制造成本。
(2)垂直軸石家莊風機的動轉(zhuǎn)矩具有周期性變化的缺點，不斷變化的轉(zhuǎn)矩會導致石家莊風機輸出功率的變化，從而造成電力系統(tǒng)電壓與頻率的變動；同時轉(zhuǎn)矩的變化也會對石家莊風機的旋轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生頻繁的沖擊，影響石家莊風機的耐久性。
(3)由于葉片做功機理的原因，垂直軸石家莊風機的動轉(zhuǎn)矩系數(shù)較低，這導致其風能利用率較低，與水平軸石家莊風機較高的風能利用率相比，在理想狀態(tài)下Darrieus石家莊風機的風能利用率也較難達到O．4，而Savonius型石家莊風機的風能利用率則比Darrieus石家莊風機更小，較低的風能利用率限制了垂直軸石家莊風機的廣泛應(yīng)用。
(4)水平軸石家莊風機的研究開始已久，因此各方面理論較為成熟，而垂直軸石家莊風機的研究才剛剛起步，針對石家莊風機葉片結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計以及性能優(yōu)化的研究還沒有形成行之有效的方法體系，同時垂直軸石家莊風機的設(shè)計研發(fā)過程也缺少完善的評價體系和產(chǎn)品標準f241。