新型垂直軸風力發電機是一種新型風力發電機，因為其運用了特殊空氣動力學原理，所以在低風速運轉時發電量也較大。
隨著科技的發展，垂直軸風力發電機組以其設計方法先進，風能利用率高，啟動風速低，基本不產生噪音等優點，已經逐漸重新被人們認識和重視，具有廣泛的市場套用前景。
基本介紹
- 中文名：新型垂直軸風力發電機
- 技術原理：受到因變形而改變效率
- 功率特性：在低風速運轉時發電量也較大
- 結構：特殊空氣動力學原理
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基本信息
最早的垂直軸風力發電機是一種圓弧形雙葉片的結構（Φ型或稱為達里厄），由於其受風面積小，相應的啟動風速較高，一直未得到大力發展，我國也在前幾年做了一些嘗試，但效果始終不理想。為何當初採用Φ型設計而沒有用這種H型結構？實際上，這和科技的發展特別是電腦的發展密切相關的，由於H型垂直軸風力發電機的設計需要非常大量的空氣動力學計算以及數字模擬計算，採用人工的方法計算一次至少需要幾年的時間，而且不是一次計算就能得到正確的結果，所以在計算機還不是很發達的年代，人們根本無法完成這一設計構思。
由於特殊套用場合的需要，2001年我國率先開始了這項研究，並且在以後兩年的時間裡不斷對產品進行改進，在2003年初，產品走向成熟，並在海島以及邊疆大量採用以這種新型垂直軸風力發電機為主要設備的風光互補系統。
原理
技術原理
該技術採用空氣動力學原理，針對垂直軸旋轉的風洞模擬，葉片選用了飛機翼形形狀，在風輪旋轉時，它不會受到因變形而改變效率等；它用垂直直線4-5個葉片組成，由4角形或5角形形狀的輪轂固定、連線葉片的連桿組成的風輪，由風輪帶動稀土永磁發電機發電送往控制器進行控制，輸配負載所用的電能。
該技術原理根據空氣片條理論，實際計算可選取垂直風機旋轉軸的切面進行計算模型，按葉片實際尺寸，每個葉片的旋轉軸心距離為N米；用CFD技術進行模擬氣動係數計算，計算原理採用離散數字方法求解翼形斷面的氣動力，用格線方法對雷諾數流動渦量分布比較形成高雷諾數下對Navier-Stokes方程進行數字模擬計算的原理結果。
採用稀土永磁材料發電的原理，配套與空氣動力學原理的風輪，採用直驅式結構進行旋轉發電。
專利技術：一種風力發電機
功率特性
根據H型風力發電機的原理，風輪的轉速上升速度提高較快（力矩上升速度快），它的發電功率上升速度也相應變快，發電曲線變得飽滿。在同樣功率下，垂直軸風力發電機的額定風速較現有水平軸風力發電機要小，並且它在低風速運轉時發電量也較大。
結構
由於此種設計結構採用了特殊空氣洞力學原理、三角形向量法的連線方式以及直驅式結構的原理，使得風輪的受力主要集中於輪轂上，因此抗風能力較強；此種設計的特性還體現在對周圍環境的影響上，運轉時無噪音以及電磁干擾小等特點使得新型垂直軸風力發電機優越性非常明顯。
生產該類型垂直軸風力發電電源系統產品最多的是日本（2002年開始研究），還有英國、加拿大等國也在研製中，這些國家的大部分產品在風輪設計當中採用平行連線桿，這種方式對發電機輸出軸要求較高，並且結構相對複雜，現場安裝程式也偏多。另外，從力學方面分析，H型垂直軸風力發電機功率越大、葉片越長、平行桿的中心點與發電機軸的中心點距離越長，抗風能力就越差，因此，採取三角形向量法，可以彌補了上述的一些缺點。
垂直軸風力發電機市場需求分析
如今新興市場的風電發展迅速，在國家政策支持和能源供應緊張的背景下，中國的風電特別是風電設備製造業也迅速崛起，已經成為全球風電最為活躍的場所。2006年全球風電資金中9%投向了中國，總額達16.2億歐元（約162.7億元人民幣）。2011年，中國風電累計裝機容量和新增裝機容量，雙居世界首位。
中國巨大的風電市場以及廉價的勞動力成本，吸引了大量國外風電巨頭紛紛在中國設廠，或採取與國內企業合資的方式，生產的產品都被貼上了中國製造的標籤。中國製造的風電設備產品占據越來越大的市場份額，風機產品正在經歷一個由全球製造向中國製造的轉變。
由於風電屬於新能源範疇，無論是成本還是技術同傳統的火電、水電相比還有較大的差距，因而風電的快速發展需要國家政策的大力扶持。縱觀風電發展迅速的國家如德國、西班牙、印度，無一例外地都給予風電產業巨大的政策優惠。中國對風電的政策支持由來已久，力度也越來越大，政策支持的對象也由過去的注重發電轉向了注重扶持國內風電設備製造。國家的政策支持將是風電設備製造業迅猛發展的根本保障，隨著中國國產風機設備的自主製造能力不斷加強，國家的政策支持力度也將越來越大，風電設備製造業面臨難得的歷史發展機遇。
前景
中國正逢風電發展的大好時機，風電設備市場需求增加。另外，除了風電設備整機需求不斷增加之外，葉片、齒輪箱、大型軸承、電控等風電設備零部件的供給能力仍不能完全滿足需求，市場增長潛力巨大。因此中國風電設備製造業景氣持續。
套用擴展方案
套用場景
分散式風光互補發電系統套用範圍：可在農村、牧區、山區及發展中的大、中、小城市或商業區附近建造，解決當地用戶用電需求。
解決方案
模斯翼風力發電設備有限公司可以為提供：分散式風光互補發電系統，又稱分散式發電或分散式供能，是指在用戶現場或靠近用電現場配置較小的風光互補發電系統，以滿足特定用戶的需求，支持現存配電網的經濟運行，或者同時滿足這兩個方面的要求。
分散式風光互補供電系統由垂直軸風力發電系統和光伏發電系統組成；其基本設備包括垂直軸風力發電機、太陽能電池組件、太陽能方陣支架、直流匯流箱、直流配電櫃、併網逆變器、交流配電櫃等設備，另外還有供電系統監控裝置和環境監測裝置；其運行模式是在夜間和陰雨天無陽光時由風力發電系統將風能轉換輸出電能，或在有太陽輻射時由光伏發電系統將太陽能轉換輸出電能，或在既有風又有太陽的情況下兩者同時發揮作用轉換輸出電能，經過直流匯流箱集中送入直流配電櫃，由併網逆變器逆變成交流電供給建築自身負載，多餘或不足的電力通過聯接電網來調節實現了全天候的發電功能，比單用風機和太陽能更經濟、科學、實用。
方案特點
系統相互獨立，可自行控制，避免發生大規模停電事故，安全性高；
彌補大電網穩定性的不足，在意外發生時繼續供電，成為集中供電不可或缺的重要補充；
可對區域電力的質量和性能進行實時監控，非常適合向農村、牧區、山區，發展中的大、中、小城市或商業區的居民供電，大大減小環保壓力；
輸配電損耗低，甚至沒有，無需建配電站，降低或避免附加的輸配電成本，土建和安裝成本低；
調峰性能好，操作簡單；
由於參與運行的系統少，啟停快速，便於實現全自動。
國家相關政策
國家能源局於2013年11月18日發布《分散式發電項目管理暫行辦法》
第一章 總 則
第一條 為規範分散式光伏發電項目建設管理，推進分散式光伏發電套用，根據《中華人民共和國可再生能源法》、《中華人民共和國電力法》、《中華人民共和國行政許可法》，以及《國務院關於促進光伏產業健康發展的若干意見》，制定本辦法。
第二條 分散式光伏發電是指在用戶所在場地或附近建設運行，以用戶側自發自用為主、多餘電量上網且在配電網系統平衡調節為特徵的光伏發電設施。
第四條 國務院能源主管部門負責全國分散式光伏發電規劃指導和監督管理；地方能源主管部門在國務院能源主管部門指導下，負責本地區分散式光伏發電規劃、建設的監督管理；國家能源局派出機構負責對本地區分散式光伏發電規劃和政策執行、併網運行、市場公平及運行安全進行監管。
第五條 分散式光伏發電實行“自發自用、余電上網、就近消納、電網調節”的運營模式。電網企業採用先進技術最佳化電網運行管理，為分散式光伏發電運行提供系統支撐，保障電力用戶安全用電。鼓勵項目投資經營主體與同一供電區內的電力用戶在電網企業配合下以多種方式實現分散式光伏發電就近消納。
第二章 規模管理
第六條 國務院能源主管部門依據全國太陽能發電相關規劃、各地區分散式光伏發電發展需求和建設條件，對需要國家資金補貼的項目實行總量平衡和年度指導規模管理。不需要國家資金補貼的項目不納入年度指導規模管理範圍。
第七條 省級能源主管部門根據本地區分散式光伏發電發展情況，提出下一年度需要國家資金補貼的項目規模申請。國務院能源主管部門結合各地項目資源、實際套用以及可再生能源電價附加徵收情況，統籌協調平衡後，下達各地區年度指導規模，在年度中期可視各地區實施情況進行微調。
第八條 國務院能源主管部門下達的分散式光伏發電年度指導規模，在該年度內未使用的規模指標自動失效。當年規模指標與實際需求差距較大的，地方能源主管部門可適時提出調整申請。
第九條 鼓勵各級地方政府通過市場競爭方式降低分散式光伏發電的補貼標準。優先支持申請低於國家補貼標準的分散式光伏發電項目建設。
第三章 項目備案
第十條 省級及以下能源主管部門依據國務院投資項目管理規定和國務院能源主管部門下達的本地區分散式光伏發電的年度指導規模指標，對分散式光伏發電項目實行備案管理。具體備案辦法由省級人民政府制定。
第十二條 對個人利用自有住宅及在住宅區域內建設的分散式光伏發電項目，由當地電網企業直接登記並集中向當地能源主管部門備案。不需要國家資金補貼的項目由省級能源主管部門自行管理。
第十三條 各級管理部門和項目單位不得自行變更項目備案檔案的主要事項，包括投資主體、建設地點、項目規模、運營模式等。確需變更時，由備案部門按程式辦理。
第十四條 在年度指導規模指標範圍內的分散式光伏發電項目，自備案之日起兩年內未建成投產的，在年度指導規模中取消，並同時取消享受國家資金補貼的資格。
第四章 建設條件
第十六條 分散式光伏發電項目所依託的建築物及設施應具有合法性，項目單位與項目所依託的建築物、場地及設施所有人非同一主體時，項目單位應與所有人簽訂建築物、場地及設施的使用或租用協定，視經營方式與電力用戶簽訂契約能源服務協定。
第十七條 分散式光伏發電項目的設計和安裝應符合有關管理規定、設備標準、建築工程規範和安全規範等要求。承擔項目設計、諮詢、安裝和監理的單位，應具有國家規定的相應資質。
第五章 電網接入和運行
第十九條 電網企業收到項目單位併網接入申請後，應在20個工作日內出具併網接入意見，對於集中多點接入的分散式光伏發電項目可延長到30個工作日。
第二十條 以35千伏及以下電壓等級接入電網的分散式光伏發電項目，由地市級或縣級電網企業按照簡化程式辦理相關併網手續，並提供併網諮詢、電能表安裝、併網調試及驗收等服務。
第二十一條 以35千伏以上電壓等級接入電網且所發電力在併網點範圍內使用的分散式光伏發電項目，電網企業應根據其接入方式、電量使用範圍，本著簡便和及時高效的原則做好併網管理，提供相關服務。
第二十二條 接入公共電網的分散式光伏發電項目，接入系統工程以及因接入引起的公共電網改造部分由電網企業投資建設。接入用戶側的分散式光伏發電項目，用戶側的配套工程由項目單位投資建設。因項目接入電網引起的公共電網改造部分由電網企業投資建設。
第二十三條 電網企業應採用先進運行控制技術，提高配電網智慧型化水平，為接納分散式光伏發電創造條件。在分散式光伏發電安裝規模較大、占電網負荷比重較高的供電區，電網企業應根據發展需要建設分散式光伏發電併網運行監測、功率預測和最佳化運行相結合的綜合技術體系，實現分散式光伏發電高效利用和系統安全運行。
第六章 計量與結算
第二十四條 分散式光伏發電項目本體工程建成後，向電網企業提出併網調試和驗收申請。電網企業指導和配合項目單位開展併網運行調試和驗收。電網企業應根據國家有關標準制定分散式光伏發電電網接入和併網運行驗收辦法。
第二十五條 電網企業負責對分散式光伏發電項目的全部發電量、上網電量分別計量，免費提供並安裝電能計量表，不向項目單位收取系統備用容量費。電網企業在有關併網接入和運行等所有環節提供的服務均不向項目單位收取費用。
第二十六條 享受電量補貼政策的分散式光伏發電項目，由電網企業負責向項目單位按月轉付國家補貼資金，按月結算余電上網電量電費。
第二十七條 在經濟開發區等相對獨立的供電區統一組織建設的分散式光伏發電項目，余電上網部分可向該供電區內其他電力用戶直接售電。
第七章 產業信息監測
第二十八條 組織地市級或縣級能源主管部門按月匯總項目備案信息。省級能源主管部門按季分類匯總備案信息後報送國務院能源主管部門。
第二十九條 各省級能源主管部門負責本地區分散式光伏發電項目建設和運行信息統計，並分別於每年7月、次年1月向國務院能源主管部門報送上半年和上一年度的統計信息，同時抄送國家能源局及其派出監管機構、國家可再生能源信息中心。
第三十條 電網企業負責建設本級電網覆蓋範圍內分散式光伏發電的運行監測體系，配合本級能源主管部門向所在地的能源管理部門按季報送項目建設運行信息，包括項目建設、發電量、上網電量、電費和補貼發放與結算等信息。
第三十一條 國務院能源主管部門委託國家可再生能源信息中心開展分散式光伏發電行業信息管理，組織研究制定工程設計、安裝、驗收等環節的標準規範，統計全國分散式光伏發電項目建設運行信息，分析評價行業發展現狀和趨勢，及時提出相關政策建議。經國務院能源主管部門批准，適時發布相關產業信息。
第八章 違規責任
第三十二條 電網企業未按照規定收購分散式光伏發電項目余電上網電量，造成項目單位損失的，應當按照《中華人民共和國可再生能源法》的規定承擔經濟賠償責任。
第九章 附 則
第三十三條 本辦法由國家能源局負責解釋，自發布之日起施行。
附表1：分散式光伏發電項目備案匯總表（略）
附表2：1兆瓦以上分散式光伏發電項目信息表（略）
