风力发电机组：垂直轴结构具有不同的气动与机械特点

风力发电利用流动空气的动能产生电能。风轮通过叶片受力把风能转换为转矩。升力型叶片依靠气动升力实现高效旋转。叶尖速比反映叶尖速度与来流速度关系。贝茨极限描述理想风轮的能量提取上限。实际风机效率还受到机械和电气损失影响。风能密度与风速的立方存在相关关系。平均风速相同不代表全年可用风能相同。

导管架通过空间杆件形成海上支承结构。漂浮式风机依靠浮体与系泊维持位置。海缆用于汇集并输送海上机组电能。海上腐蚀防护关系到设备长期寿命。风电预测帮助安排电网调度与备用容量。弃风表示可发电量因约束未被充分利用。风机维护可以利用振动和油液状态监测。早期风车用于提水和磨粉等机械任务。风电收益需要根据实际资源与运行条件评估。

切入风速对应开始有效发电的条件。额定风速附近设备达到规定输出功率。切出控制用于应对过强风况等风险。风机功率曲线描述输出随风速的变化。空气密度变化会影响同风速下的输出。齿轮箱把较低风轮转速转换为较高转速。直驱风机减少了传统多级齿轮传动结构。发电机方案影响变流器和控制设计。

全功率变流器处理发电机全部输出功率。双馈结构通过转子侧变流器调节运行状态。风机塔架需要抵抗弯曲和疲劳作用。塔筒固有频率需要避开主要周期激励。叶片由复合材料等结构实现轻质承载。叶片结冰会改变气动外形和质量分布。前缘侵蚀可能降低叶片气动性能。叶片防雷系统引导雷电电流安全通过。