风能发电机
一风力机的分类
风力机按照风轮轴所在的位置分为：水平轴风力机HAWT (Horizontal-axis wind turbines)和垂直轴风力机V AWT (V ertical-axis wind turbines)，如图1所示。
图1 两种类型的风力机
这两种类型的风力机各有优缺点：
垂直轴风力机V AWT的优点有：(1) 无需偏航对风系统；(2) 设备在地面，安装维护方便；(3) 制造工艺简单，造价低。
其缺点为：(1) 难以自启动；(2) 易失速；(3) 风能利用率低。
水平轴风力机HAWT的优点有：(1) 转轮相对较高；(2) 占地面积小；(3) 风能利用率高。
其缺点为：(1) 叶片悬臂梁固定，受力大；(2) 设备安装在塔柱顶部，安装维护困难。
其中，水平轴风力机HAWT制作工艺成熟，风能利用率高而被广泛采用。
二风力机的构成
下面以水平轴风力机HAWT为例，介绍风力机的组成。
风力发电机主要由风轮（叶片和轮毂）、机舱、高速轴、低速轴、增速齿轮箱、发电机、调向装置、调速装置、刹车制动装置、塔架、避雷装置等组成，如图2所示。
风力机的组成分为三部分：
1. 旋转部件主要为风轮，将风能转化为低速旋转的机械能。
2. 发电部件风力机的核心部件，包括发电机、调向装置、调速装置、高速轴、低
速轴、增速齿轮箱。
通过增速齿轮箱将低速旋转变成合适的高速旋转。
3. 支撑部件包括塔架和旋转关节。
图2风力机的组成
三风力机的工作原理
风力发电是将风能转换为机械能，再由机械能转换为电能，所以，风力资源的好坏将是影响风力发电成本的最重要的因素。
风速会随着高度的增加而变大，如图3所示。
图3 风速与高度的关系
风力发电机出力受风速变化的影响，图4是风机的典型出力曲线图。
图4 风力机的典型出力曲线
当风速达到一定值V min时，风机才能启动，称之为风机的启动风速；当风速达到某一值V r时，使得风机能够满发，称之为额定风速；当风速超过某一值V0时，为避免风机损坏，必须停机，称之为风机的停机风速。
此外，还有安全风速，是指风机能够承受的最大风速。
目前国内生产的风机参数为：启动风速为4m/s左右，额定风速为13m/s左右，停机风速为25m/s左右，安全风速为55m/s左右。
四小型风力机
按风力发电机的功率可分为大、中、小、微型风力发电机。
功率小于1KW为微型风力发电机，1~10KW为小型风力发电机，功率在10千瓦至100千瓦的称为中型风力发电机，功率在100千瓦以上的称为大型风力发电机，更大的如兆瓦级。
一般把发电功率在10千瓦及其以下的风力发电机称作小型风力发电机。
图4 小型风力发电机的组成
小型风力机没有了调向装置、调速装置，而在尾部增加了尾舵。
下面介绍几种船上使用的风力机：
1.Typmar Maglev CXF300 Marine Wind Turbine
Typmar Maglev CXF300 是垂直轴风力机，采用了升力发电和阻力发电相结合的设计，其在低速旋转时非常安静。
图5 Typmar Maglev CXF300实物图
图5 不同风速下的输出功率和电流
Typmar Maglev CXF300风力机的高度为1m，直径为1.2m，重量为27kg。
额定输出功率为300W，启动风速为3m/s，停机风速为15m/s。
图6 性能参数
Typmar Maglev CXF300（12V）风力机的价格为1598美元。
图7 价格
2.Air X Wind Turbine
Air X是水平轴风力机，具有结构简单、性能可靠的优点，已被世界各地的巡洋舰上所采用。
应用于功率制冷机组，导航设备和通信设备的能量供给。
图8 Air X实物图
Air X风力机的风轮直径为1.16m，重量为6kg。
额定输出功率为400W，启动风速为
3.6m/s，停机风速为49m/s。
Air X（12V）风力机的价格为1135美元。
图10 价格
3.AIR Breeze Marine Wind Turbine
AIR Breeze是水平轴风力机，其中，AIR40是最新一代的AIR产品，是世界上最畅销的风力机，拥有超过135000台，在120多个国家和地区销售。
应用于沿海或近海的小型电
池充电。
图11 AIR Breeze实物图
Air Breeze风力机的风轮直径为1.17m，重量为6kg。
额定输出功率为160W，启动风速
为2.7m/s，停机风速为49m/s.
图12 性能参数
图13 与太阳能板混合使用
AIR Breeze（12V）风力机的价格为1135美元。
图14 AIR Breeze的价格
除了上面介绍的以外，还有Silentwind Marine Wind Turbine、Airdolphin Marine Wind Turbine 1000 Watt、Rutland 504 Marine Wind Turbine 80W、Rutland 913 Marine Wind Turbine
250W、Rutland 914i Marine Wind Turbine、Sunforce 400W Marine Wind Turbine等多种风力机。