1.固定翼揚力型垂直軸風車
しかし、風力を安定させることはできず、風力タービンの負荷は変化しません。 風速が急激に増加すると、風力タービンの速度を直ちに同期させることができず、先端速度比が３．５を下回り、風力タービンが逆トルクを受ける可能性がある。 不安定な動作 この状況は、風力タービンの負荷が増加し、速度が先端速度比まで低下したときにも発生します。 風速が低下すると、風力タービンは負荷速度のために速く落ちます。 これも発生する可能性があります。 狭い範囲の風または負荷変動を必要とすることは、固定翼揚力型垂直軸風力タービンにとって大きな問題である。 自己始動が不可能であることも、固定翼リフト型垂直軸風力タービンの重要な欠点であり、それは用途に多くの制限を課す。
2.持ち上がるタイプ縦軸の風力タービンのエーロフォイル調整モード
水平軸風車では、風速の変化に適応し、風速と負荷の間の関係を調整するために可変ピッチ角法を採用し、垂直軸風車の翼形を変えることによって走行性能を改善することができた。 以下は、エーロフォイルとその長所と短所を分析する方法です。
1）プログラムで指定された角度に従ってブレードの角度を変更します
マイクロプロセッサを使用してブレードの角度を制御するのが最善ですが、この記事ではマイクロプロセッサ制御を使用してブレードの角度だけを説明することは最も簡単な機械的方法では説明しません。
カム角または偏心ホイールは、ブレードの迎え角を調整するために使用されます。 ブレードは、ブレードの長手方向にブレード回転軸を有する。 羽根は羽根回転軸を介して風車の羽根ブラケットに取り付けられ、コネクティングロッドは羽根を引っ張って回転させ、コネクティングロッドはカムまたは偏心輪によって制御される。 それはまた風向によってカムを制御するための風駆動装置を備えています。 カムは設定された制御則に従って設計されており、ブレードを異なる位置に動かして所定の角度に回転させます。
この風力タービンは自立型であり、広範囲の風速にわたって運転することができる。
不利な点は、各位置でのブレードの回転角度は風速に関係なく風向に対して固定されているので、設計された風速に対してのみ高い変換効率を持ち、他の風速では、ブレード角度は高い。通常、攻撃の最適化は必ずしも最適ではありません。通常、ブレードは動作中に実質的に振動しないようにする必要があります。
構造上の欠点：複雑な構造、大きな機械的摩耗、過酷な環境には適していない、そして高騒音。
2）ブレードの角度を制御するために風とブロックを使用
この手法の利点は、風力タービンが自己始動型であり、低い風速から高い風速まで運転できることです。
不利な点は、ブレードが９０度または２７０度近くの領域に動かされると、ブレードは、風下の位置で、バーの両側の間の位置に揺れ、そして揚力がなく、抵抗だけがあることである。 さらに、先端速度比が増加するにつれて、ブレードは風下領域にある。 刃が±１５度の範囲で揺動することができる場合、刃の最高先端速度比は４を超えない。先端速度比は４を超えるからである。羽根は、回転子の全回転に対して風下位置にある。 持ち上がることに対する抵抗はなく、たとえ負荷がなくても速度は上がりません。 したがって、翼の揺動範囲が±１５度を超えると、風車の風車利用効率が著しく低下する。 ブレードの揺動範囲が±15度未満の場合、風力タービンの自己始動能力が低下します。
構造的観点からの利点は次のとおりです。シンプルな構造、最小限の動きのペア、簡単な処理、設置およびメンテナンス。 不利な点は、ブロックに頻繁に衝撃を与えると、コンポーネントやノイズが損傷する可能性があることです。
3）ブレードの角度を制御するために風と遠心停止を使用する
4）ブレードの角度を制御するために風と遠心停止を使用する
3、直接ブレードの角度を制御するために風と遠心力を使用して
構造的に言えば、機構は単純であり、そして運動対はベアリングを介して接続されたブレードと風ホイールブラケットのみを有し、それは操作において信頼性があり、加工と設置が容易で、潤滑と密封が容易で、低価格で、そして基本的にメンテナンスは不要です。 風力タービンの運転後、風と遠心力のバランスがブレードの揺動角を制御し、シフトレバーに当たらず、騒音がありません。
しかしながら、この解決策は、ブレードが小さい慣性モーメントを有することを必要とし、それは高い材料選択および構造設計を必要とする。
総括する
上記のいくつかの単純なエーロフォイル制御方法は、揚力垂直軸風力タービンの性能を向上させ、より低い風速を開始することができ、そして先端速度比は１を超えて出力を有する。 風と遠心力を利用してブレードの角度を制御する方法と、風と遠心力を利用してブレードを直接制御する角度の２つの方法がより適している。 前者の問題は製造が煩雑でメンテナンス量が多いことであり、後者の問題はライトブレードのコストが高いことである。
しかしながら、これらの方法は、風速が速いときに風力タービンの速度を制限するという問題を解決することができない。 大型および中型の風力タービンでは、風車の速度を制御するために翼形部を変更することが依然として必要であり、これは揚力垂直軸風力タービンの最終的な方法である。
