垂直轴风力机与水平轴风力机的对比分析
垂直轴风力发电机相对水平轴风力发电机的经济效益
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垂直轴风力发电机
萨渥纽斯型
总结词
萨渥纽斯型垂直轴风力发电机是一种高效的风力发电机，其 设计独特，能够捕获更多的风能，适合在高风速环境下运行 。
详细描述
萨渥纽斯型垂直轴风力发电机采用类似于空气动力学翼型的 结构，能够有效地将风能转化为机械能。这种类型的发电机 通常适用于风速较高的地区，因为它能够以更高的转速产生 更多的电力。
水平轴风力发电机
设计相对复杂，需要较高的塔架支撑 ，但发电效率较高。
性能与效率比较
垂直轴风力发电机
在低风速下具有较高的发电效率，适 用于风力资源较为分散的地区。
水平轴风力发电机
在高风速下发电效率更高，适用于风 力资源丰富的地区。
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总结词
霍尔茨曼型垂直轴风力发电机是一种具有独特设计风格的风力发电机，其外观美观，适合作为景观装 置使用。
详细描述
霍尔茨曼型垂直轴风力发电机采用类似于艺术装置的结构设计，外观美观，能够与周围环境相融合。 这种类型的发电机通常适用于城市、公园等需要景观装置的场所，不仅能够提供电力，还能够美化环 境。
03
许多国家和地区出台政策 支持可再生能源的发展， 为垂直轴风力发化
未来垂直轴风力发电机将更加智 能化和自动化，提高发电效率和
可靠性。
海上风电
随着海上风电技术的成熟，垂直轴 风力发电机在海上风电领域的应用 将逐渐增多。
融合多种能源
垂直轴风力发电机将与其他可再生 能源技术相结合，形成多能互补的 能源系统，提高能源利用效率和稳 定性。
02
发电机产生的电能通过电缆传输 到电网或直接供给用户使用。
历史与发展
起源
垂直轴风力发电机的研究始于20 世纪初，但直到近年来才得到广
垂直轴风力发电机研究报告
垂直轴风力发电机研究报告
摘要：
本报告对垂直轴风力发电机进行了深入研究。
首先，介绍了风力发电
的背景和发展现状，然后详细论述了垂直轴风力发电机的原理和工作方式。
接着，我们分析了垂直轴风力发电机的优点和缺点，并与传统的水平轴风
力发电机进行了比较。
最后，我们探讨了垂直轴风力发电机在未来的发展
趋势和应用前景。
1.引言
1.1背景
1.2目的和意义
2.风力发电的现状和发展
2.1全球风力资源分布
2.2风力发电的优势和限制
2.3风力发电行业的发展现状
3.垂直轴风力发电机的原理和工作方式
3.1垂直轴风力发电机的结构
3.2垂直轴风力发电机的工作原理
4.垂直轴风力发电机的优点和缺点
4.1优点
4.2缺点
5.垂直轴风力发电机与水平轴风力发电机的比较
5.1结构比较
5.2性能比较
5.3经济性比较
6.垂直轴风力发电机的发展趋势和应用前景
6.1技术改进和创新
6.2垂直轴风力发电机在城市环境中的应用
6.3垂直轴风力发电机在离网场景中的应用
7.结论
本报告将详细介绍垂直轴风力发电机的原理和工作方式，分析其优缺点并与传统的水平轴风力发电机进行比较。
同时，对垂直轴风力发电机在未来的发展趋势和应用前景进行探讨。
水平轴与垂直轴风力发电机的比较
之间的流动干扰,同时在应用叶素理论设计叶片叶 片时都忽略了翼型的阻力,这种简化处理不可避免 地造成了结果的不准确性,这种简化对叶片外形设 计的影响较小,但对风轮的风能利用率影响较大。 同时,风轮各叶片之间的干扰也十分强烈,整个流 动非常复杂,如果仅仅依靠叶素理论是完全没有办
重要原因。
目前,大型水平轴风力发电机的风能利用率, 绝大部分是由叶片设计方计算所得,一般在 40%以 上。如前所述,由于设计方法本身的缺陷,这样计算 所得的风能利用率的准确性很值得怀疑。当然,风 电厂的风力发电机都会根据测得的风速和输出功
0c57f3e 柴油发电机组 thfdj 康明斯发电机组
率绘制风功率曲线,但是,此时的风速是风轮后部 测风仪测得的风速参见,要小于来流风速,风功率 曲线偏高,必须进行修正。应用修正方法修正后, 水平轴的风能利用率要降低 30%～50%。对于小型 水平轴风力发电机的风能利用率,中国空气动力研 究与发展中心曾做过相关的风洞实验,实测的利用
垂直轴风力发电机的叶片设计,以前也是按照 水平轴的设计方法,依靠叶素理论来设计。由于垂 直轴风ห้องสมุดไป่ตู้的流动比水平轴更加复杂,是典型的大分 离非定常流动,不适合用叶素理论进行分析、设计, 这也是垂直轴风力发电机长期得不到发展的一个 重要原因。
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目前,大型水平轴风力发电机的风能利用率, 绝大部分是由叶片设计方计算所得,一般在 40%以 上。如前所述,由于设计方法本身的缺陷,这样计算 所得的风能利用率的准确性很值得怀疑。当然,风 电厂的风力发电机都会根据测得的风速和输出功 率绘制风功率曲线,但是,此时的风速是风轮后部
风力发电机组的分类介绍
风力发电机组的分类介绍风力发电机一般按风轮轴安装形式、功率控制方式、风轮转速调节、主传动驱动方式等进行分类。
1、风轮轴安装形式按照风轮轴安装形式可分为水平轴风力机和垂直轴风力机。
（1）水平轴风力机风轮的旋转轴线与风向平行。
水平轴风力机必须具有对风装置，跟随风向的变化而转动，以便吸收来自各个方向的风能。
对于小型风力机，这种对风装置常采用尾舵，而对于大型风力机，则利用风向传感器测量风向，经微处理器调整后控制偏航系统进行对风。
水平轴风力机按照风轮相对于塔架的位置可分为上风向风力机和下风向风力机。
风轮位于塔架前面的为上风向风力机，风轮位于塔架后面的为下风向风力机。
目前风电场采用并网型风力发电机组多为上风向水平轴风力机。
（2）垂直轴风力机风轮的旋转轴线垂直于地面或气流方向。
垂直轴风力机能吸收来自各个方向的风能，无需对风装置，这是相对于水平轴风力机的一大优点，并且传动装置和发电设备均安装在地面，便于维护；但是受叶片制造工艺的限制及拉线式塔架占用大量土地面积等因素，垂直轴风力机一直未得到发展。
2、功率控制方式按照功率控制方式可分为定桨距风力机、变桨距风力机和主动失速风力机。
（1）定桨距风力机叶片与轮毂固定连接。
在风轮转速恒定的条件下，风速增加超过额定风速时，随着叶片攻角的增加，气流与叶片表面分离，叶片将处于失速状态，叶片吸收的风能不但不会增加，反而有所下降，以确保风轮输出功率在额定范围以内。
定桨距风力机的特点：结构简单不需要变桨机构，同时控制系统也较简单。
但风轮吸收风能的效率较低，特别在风速超过额定风速后，由于叶片的失速作用，输出功率还会有所下降；机组承受的载荷大；机组重量比同类型变桨距风力机重。
（2）变桨距风力机叶片与轮毂通过变桨轴承连接，可以通过变桨系统控制叶片的安装角。
当风速低于额定风速时，保证叶片在最佳攻角状态，以获得最大风能；当风速超过额定风速后，变桨系统减小叶片的攻角，保证输出功率在额定范围内。
变桨距风力机的特点：结构复杂，需要增加变桨轴承和一套变桨驱动装置，同时控制系统也变得很复杂。
垂直轴与水平轴的对比
垂直轴风力发电机是未来风电的发展方向2010-10-02 00:10转载自zlgkj最终编辑zlgkj垂直轴风力发电机是未来风电的发展方向随着科技的飞速发展和人类生活水平的日益提高，能源消耗与日俱增，致使传统能源日渐枯竭，而且环境污染也相当严重。
风能是一种无污染的可再生能源，它取之不尽、用之不竭，随着生态环境的要求和能源的需要，风能作为清洁的新能源得到人们的重视。
风力发电机就是利用风能为动力的发电装置，它充分利用自然能，即节能又环保。
风力发电机因风速不稳定，故其输出的电压变化很大，须经充电器整流稳压后，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的电能变成化学能。
然后通过有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流220V市电，才能保证正常使用。
其工作过程是：风——风叶——发电机——充电器——蓄电池——逆变电源——电网。
虽然风力发电有很多优点，但存在一个根本问题，是我们无法回避的：成本！为此，风电成本高一直是影响风电产业发展最大制约因素，风电成本主要取决于风电机组的成本和维护成本。
风电虽然不烧煤，但是初始投资大。
由于风电设备造价要大大高于火电，火电设备建设成本每千瓦约4000元—5000元，风电则为8000元—10000元。
而风电的年等效利用小时又小于火电，因此在不考虑环境等外部效益的情况下，同火电相比，风电的成本其实并不低。
根据有关部门的统计，在现有条件下，风力发电的平均成本在0.60元/度左右，如果采用进口设备，则需要更高的电价，因为风电机组进口设备的售价要比国内设备高出30%，而设备成本占到了发电成本的80%，由于设备过于依赖进口，直接导致我国风电成本上升。
而目前火电的平均成本仅为0.30元/度，风电的竞争劣势显而易见。
相比于火电、水电等传统电力能源，其成本缺乏竞争力。
所以风电虽无污染、能再生，是十分理想的清洁而又可持续发展的能源，却无法大力推广。
降低成本、提高发电效率、增加寿命一直是风电技术所追求的目标。
垂直轴风力发电机与水平轴风力发电机的真实功效比较与发展前景
垂直轴风力发电机与水平轴风力发电机的真实功效比较与发展前景作者:德州雒龙泉风力发电机制造有限公司雒工1.引言: 风是一种取之不尽用之不竭的可再生能源,地球上的风能资源非常非常丰富,人类利用风能资源已有数千年的历史.在人类蒸汽机发明之前,风力作为重要动力源被使用于众多方面.风力发电起源于19世纪末的丹麦,但是直到20世纪70年代以前,还只有小型充电用风力发电机达到实际应用阶段.1973年能源危机爆发之后,欧美等国家为了寻求石油矿产之外的替代能源,投入大量的经费,高科技手段等制作风力发电机组,由此开始了风力发电的新时代.由于风力发电机技术的不断发展,现在越来越多的受到各国的重视.垂直轴风车很早就被人类应用与日常生活领域中,中国最早的应用是垂直式风车,但是垂直轴风力发电机的发明要比水平轴晚一些.直到20世纪20年代才出现(savonius式风轮---1924年，Darrieus式风轮—1931年)由于人们普遍认为垂直轴的风轮尖速比不能大于1.风能利用率低于水平轴风力发电机，因此导致垂直轴长期得不到重视。
而现在随着科学技术的发展和认识的不断进步，逐步认识到垂直轴除了阻力型不能大于1.升力型叶片是可以达到6的速比。
而且其风能利用率不低于水平轴。
近年来，越来越多的机构和个人开始研究垂直轴风力发电机，并且取得了长足发展。
2.设计方法的比较：3.水平轴的叶片设计基本采用为动量-叶素理论。
主要方法为Glauert法、Wilson法等但是由于叶素理论忽略了叶片之间的流动干扰，同时在叶素应用时忽略了叶片的翼型阻力。
这种简化处理不可避免的增加的叶片的不准确性。
文献指出，这对简化叶片的外形设计影响较小，但是对叶片的实际效率影响甚大。
同时，风轮上各叶片之间的干扰非常强烈，造成整个的流动非常复杂。
如果仅仅利用叶素理论是无法完全得到准确结果的。
垂直轴风力发电机的叶片以前也是按照水平轴的方法，依靠叶素理论来设计。
由于垂直轴的流动比水平轴更加复杂，是典型的大分离非定常流动。
水平轴与垂直轴优缺点
水平轴与垂直轴优缺点风力发电机根据叶片固定轴的方位，风力发电机可以分为横轴和竖轴两类。
横轴式风力发电机工作时转轴方向与风向一致，竖轴式风力发电机转轴方向与风向成直角。
横轴式风力发电机通常需要不停地变向以保持与风向一致。
而竖轴式风力发电机则不必如此, 因为它可以收集不同来向的风能。
横轴式风力发电机在世界上占主流位置。
建议使用横轴式风力发电机垂直轴风力机可以多向受风而不需要偏航装置;可以在地面安装,便于维修、检修和控制;其结构适应环境能力强等。
但由于技术研发水平相对滞后，其在兆瓦级大型风力机市场占有率不高。
也就是说垂直轴风力机一般比水平风力机好，也比水平轴风力机复杂。
研究相对滞后，所以现在大部分风力机都是水平轴的，垂直轴风力机较少，而且主要集中在小型机上区别,水平轴的有巨大的叶片和机舱轮毂构造，光塔筒就有80米。
发电机是与地面水平的，而垂直轴的不需要这些结构，发电机是与地面垂直的，对风的要求较高，只有在新疆、内蒙和西藏的地方见到过，因为还有其他更专业的区别，不多说，我觉得如果风况允许的话,垂直轴的好些，易维护。
水平轴的适合做大型风力发电机组，技术成熟。
垂直轴的不需要偏航机构，发电机不需要放置在高空，但技术部成熟。
垂直轴机型由于其风能利用效率比较低,实际上还没有真正批量生产使用发电,目前大型风电机组99%以上都是水平轴的.所谓网上垂直轴机型技术成熟的说法都是一些厂家自吹自擂。
风力发电机目前应该水平轴技术更成熟，无论是水平轴、垂直轴都在发展，百花齐放,也都有需要克服的难题,超大功率的垂直抽的机组也要解决成本、风场现实的问题。
慢慢的都会有的垂直轴的优点是：1.不需要偏航系统2。
因为垂直轴的电机多在地面，所以维修方便3。
塔架工艺简单缺点：1.难以自启动2.难以控制失速，即易失速3.加工工艺不成熟4。
风能利用率低水平轴的优缺点刚好与垂直轴的相反.风能利用率高，加工工艺成熟等。
垂直轴风力发电机特点
垂直轴风力发电机特点
垂直轴风力发电机的主要特点包括：
无盲区发电：垂直轴风力发电机可以实现360度无盲区发电，这意味着无论风向如何，都可以利用风能发电。
结构相对简单：垂直轴风力发电机的结构相对简单，这使得它们更容易维护和维修。
适合城市地区安装：由于它们的体积相对较小，垂直轴风力发电机更适合在城市地区进行安装。
高安全性和环保：由于转速较低，垂直轴风力发电机在运行过程中不易对鸟类造成伤害，且不需要油润滑，因此不会产生油泄漏，也不会污染草地或湿地。
抗风能力强：垂直轴风力发电机能够在短时间内抵抗高达50米/秒的超强台风，这在一定程度上超过了水平轴风力发电机的抗风能力。
运行半径小：较小的运行半径意味着在风电场施工中可以节约用地。
高效发电：垂直轴风力发电机的效率相对较高，尽管通常比水平轴风力发电机低约10%，但在某些条件下，如风速在5～9米/秒范围内，其输出电量可能高于其他同类发电机。
然而，垂直轴风力发电机也有一些缺点：
效率相对较低：垂直轴风力发电机的效率通常低于水平轴风力发电机。
动力转矩较大：这种设计可能导致发电时产生较大的噪音。
低风速地区的发电困难：在低风速地区，垂直轴风力发电机的发电可能会比较困难。
难以控制失速：垂直轴风力发电机可能在某些情况下难以保持稳定的转速，这可能会导致失速问题。
加工工艺不成熟：虽然技术正在进步，但目前垂直轴风力发电机的加工工艺可能还不够成熟。
风力机垂直轴
风力机垂直轴全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：风力机是一种利用风能来产生电力的设备，其在可再生能源领域发挥着重要作用。
传统的风力机多采用水平轴设计，但近年来垂直轴风力机也逐渐受到关注和应用，其优势在于可以更好地适应复杂的环境条件，并具有更高的可靠性和稳定性。
本文将重点介绍风力机垂直轴的设计原理、优势和应用前景。
风力机垂直轴的设计原理基于其垂直轴旋转的特点，与传统的水平轴风力机相比具有许多优势。
垂直轴风力机在风向变化较大的情况下更具灵活性，能够更好地捕捉不同方向的风力。
垂直轴风力机不需要朝向风向，可以在任意风向下都能正常运转，这也降低了设备安装和运行的复杂度。
垂直轴风力机由于整机结构更加简单，维护和运行成本也相对更低。
在风能资源丰富的地区，垂直轴风力机具有广阔的应用前景。
尤其在山地、高原和海岸等地形复杂的地区，垂直轴风力机能够更好地适应地形和气流变化，提高了发电效率。
垂直轴风力机还适用于分散式发电系统，可以更好地满足乡村和偏远地区的电力需求，促进当地的可持续发展。
除了在陆地上的应用，垂直轴风力机还具有广阔的海洋应用前景。
海上风电资源丰富，但也面临环境恶劣、维护难度大等挑战。
垂直轴风力机的结构更加紧凑和稳定，可以更好地适应海洋环境的挑战，为海上风电的发展提供了新的机遇。
虽然垂直轴风力机具有许多优势，但其也面临一些挑战和限制。
由于其结构特殊，垂直轴风力机的风能利用效率相对较低，需要不断优化设计和提高转换效率。
垂直轴风力机的市场规模相对较小，制造成本和研发投入也相对较高，需要不断探索新的商业模式和技术创新，提高其竞争力。
第二篇示例：风力机是一种利用风力发电的装置，现在广泛应用于风力发电场中。
在风力机的设计中，垂直轴和水平轴是两种常见的设计形式。
垂直轴风力机因其特殊的设计结构和优势，在风力发电领域中备受关注。
垂直轴风力机的主要特点是风轮轴线与风速方向垂直，与水平轴相比更适合在低风速环境下发电。
其设计结构简单，可以减少机械故障和维护成本，同时垂直轴的设计更适合在高度变化较大或风向多变的地区使用。
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垂直轴风力机与水平轴风力机的论述风力发电行业目录1风力机叶片概述 (3)1.1升力 (3)1.2攻角 (4)1.3节距角控制和失速控制 (5)1.4阻力 (6)1.5叶片升力阻力比 (7)1.6叶尖速度 (7)2风力机的类型 (8)2.1垂直轴风力机 (8)2.2水平轴风力机 (10)3垂直轴风力机 (13)4水平轴风力机 (17)5叶片的几何设计 (20)6叶片的数量 (20)6.1三叶片风力机 (21)6.2双叶片风力机 (23)6.3单叶片风力机 (25)6.4五叶片风力机 (26)7叶片类型比较 (27)8单叶片、双叶片和三叶片风力机的优缺点 (28)1风力机叶片概述风力机叶片也称为机翼，每一种风力机叶片的设计都不同，要理解机翼需熟悉一些专用词汇，如升力、阻力、升力阻力比、失速、攻角和转矩。
这部分解释了风力机叶片与飞机的螺旋桨的相似性，并且这样的设计如何将风能转为电能，通过熟悉这些词汇来理解风力机叶片设计与应用技术。
1.1 升力升力被定义为：空气流过叶片时，在其上方产生了一个低压区，从而使得它上低压区的出现是因为空气在机翼上方流过的距离比下方长，因为同样的空气流过上下两面，所以产生压差。
下图表示了空气流过机翼产生升力的情况。
机翼上方的压力小于下方，产生了机翼的升力，这种升力也用于飞机机翼使得飞机上升，空气越快地流过机翼，升力就越大。
当风流过风力机叶片时，也产生如同升力一样的效果，使得风力机叶片旋转。
简单地讲，空气流过风力机叶片的上方（圆面）产生低压区，压差使得风推动叶片平的一面而拉动圆的一面，所以叶片开始向低压区转动。
另一个思考方式是当风吹过叶片，叶片以叶片前缘向着叶片旋转方向的方式转动。
下图所示为风力机叶片的前缘和尾缘。
风越大，压差越大，叶片旋转越快，获取的动能越多，这个能量通过叶片被固定的机械轴转化为旋转能量。
在一些风力机中，发电机被安放在轴的另一端；而另一些风力机中叶片驱动的转轴也许被连在一个动力传送装置上，而后者第二个转轴驱动发电机。
当升力增加时，叶片更容易地在空中旋转。
1.2 攻角风向与叶片截面弦线形成的角度称为攻角，如图a所示，当风直接流过叶片时，攻角为零；当叶片的前部向上转动时，攻角增加，如图b所示，此时升力增加；当叶片转到能产生最大升力时，如图c所示，攻角最大，这个角度称为临界攻角。
当攻角增大到临界攻角时，风力机叶片开始失去转换风能的能力。
下图左所示为一个可获取最大风能的叶片，此时叶片和转子都最快地旋转。
叶片节距角可被调整，下图右示为叶片的节距角改变以至于叶片的前缘直接对着风，而尾缘背着风。
这个位置，风力机叶片获取风能的最小，所以叶片不旋转。
当风力机处于维护期间时叶片处于该图所示的这种位置，并且采用制动措施保持叶片不旋转。
1.3 节距角控制和失速控制风力机设计者使用失速的概念来控制叶片的最大速度防止发电机过载。
失速发生时叶片几乎是平的，不再有升力。
风力机受限于它所处地域的最大和最小风速。
有时候例如暴风雪等极端恶劣的气候环境会产生强风，当有强风时，叶片加速旋转，发电机的输出会增加到某一个值，此时发电机过载并且被损坏。
有两个基本方法来控制叶片的速度：节距角控制和失速控制。
当在强风时使用节距角来控制叶片速度时，风力机上的控制系统使用一些风速仪表如风速计来测量风速，控制器根据风速数据把叶片节距角调整到叶片开始失速的一个点，此时风力机叶片产生越来越少的转矩，叶片开始减速，就好像风速减慢一样（有时称其为叶片收桨）。
如果使用节距角可变的叶片，叶片速度就会慢慢降低直到叶片的狭窄剖面面临进风，叶片不再获取风能。
在一些风力机中，节距角控制是被动的，因此无论何时它的转速变得过大时，叶片将会运行于开始失速的工作点。
可以利用被动的节距角控制防止风力机超速。
有些风力机使用失速的概念。
在有失速装置的风力机上，叶片在运转时不会调整，相反地，它们被锁定在一个位置，称为固定节距角。
失速是通过叶片的基本设计完成的，它使叶片在风速超过某一个安全速度时自然而然地失速。
这个设计使得叶片在风速低于设定风速时获取最大量的风能，当风速变高时叶片失速。
1.4 阻力阻力是机翼在空气中旋转时阻碍机翼转动的力。
下图所示机翼在空中旋转，阻力叶片向左旋转，阻力施加于叶片前缘并且与风向相同阻碍机翼试图使其停转。
需要说明的是当叶片转动时，其前缘对着风吹来的方向。
阻力可用阻力系数表示，它是一个无量纲的数。
通常情况下，风力机叶片用于计算阻力的部分是叶片的前缘，因为它直接对着风。
设计者试图设计出阻力最小的叶片，如果可以使阻力很小，叶片将会更好地把风能转化为电能。
当阻力增加时，叶片的效率下降。
一台风力机叶片的典型阻力系数为0.04，而相比下汽车典型的阻力系数为0.3。
虽然风力机叶片的阻力系数基本保持不变，但当风速增加时，其承受的阻力也会增加。
阻力系数越小，空气动力效率越高。
1.5 叶片升力阻力比升力阻力比是升力值阻力值之比，大的升力和小的阻力可以提供大的升力阻力比。
升力阻力比越大，叶片把风能转化为机械能的效率就越高，这样发电机就产生更多的电能。
大部分风力机在接近叶顶处都有最高的升力阻力比，叶片如此设计，因此在连接中心的区域叶片有更大的质量更高的力度，而接近叶顶的地方质量要减少因此升力增加阻力降低。
叶片的阻力不是固定的，当风速增大时，升力和阻力都以风速二次方的关系增大，当空气变得稠密，产生的阻力也增加。
这意味着当空气变冷变得更加稠密时，它产生的阻力也增加。
当风力机安装在空气稀薄的高海拔地区时，阻力要比低纬度地区低。
当湿度增加或如果下雨或下雪时阻力也增加，意味着尽管因为叶片设计而造成的阻力损失不变，但阻力大小将持续改变。
1.6 叶尖速度叶尖是叶片旋转时速度最快的叶片顶端部分，相反地，叶片连接中心的地方最靠近转轴，是叶片旋转时速度最慢的地方。
叶尖速度是叶片顶端在空气旋转时的测量线速度，因为叶尖转动最快，它承受叶片旋转时，由于离心力造成的相当大的作用力，所以设计者必须注意到风力机可以应付的每一个叶片的最大叶尖速度和可估计的最大风速。
较高的叶尖速度为65～85m/s，即145～190mile/h。
为了提高叶片效率，往往需要较高的叶尖速度，然而在高速下，叶片承受较大的压力，增加了损坏几率。
设计叶片要使得其能过承受较高的风速和发电机负荷。
用特殊的材料制作能使它经受数年的暴晒与各种天气，并且能够承受风扰动带来的高转速或大转矩冲击。
另一个对叶片速度重要的专业词是叶尖速比，它是叶尖速度和风速的比值，6～7范围内的叶尖速比是最理想的，该值越低，叶片效率越低。
有一点需要指出，为了获取同样的能量，风力机叶片越少，叶片要转得越快。
例如获取同样的能量，三叶片风力机不需要像双叶片风力机转动得那么快，因此双叶片风力机和三叶片风力机的叶尖速比不同。
叶尖速度通常在叶片设计阶段考虑，此时风力机功率和叶片大小都要被考虑进去。
一旦风力机被安装好，以r/min表示的叶片旋转速度就要用来具体确定切入速度，即叶片可旋转的最低速度并且在此速度下仍然可以获取电能，以及切出速度，即风力机可被允许工作而不至于损坏的最高转速。
2风力机的类型当今使用的风力机有两种类型：垂直轴风力机和水平轴风力机。
2.1 垂直轴风力机垂直轴风力机有两种类型：像鸡蛋搅拌器一样的达里厄风力机和萨沃尼斯风力机，下图所示为一个巨型的达里厄风力机，通过站在工作台上的工人作为参照可看出风力机的大小，这种风力机的一个优势是它可获取任何风向的风能。
图a所示的照片和图b所示的图片是萨沃尼斯风力机，给它增加旋翼能让其比传统的萨沃尼斯风力机更有效率，图片是所增加旋翼的俯视图，这个设计最重要的方面是旋翼和半圆柱形叶片。
首先，被加在风力机前部和尾部的旋翼使装置总是指向风并且引风进入风力机；第二，风力机叶片就如同飞机的机翼，在叶片上产生动力而在叶片后部产生阻力，这样就产生升力推动叶片，以比流过叶片风速还高的速度旋转；第三，前翼的导向部分把风引向右边叶片的外层。
在萨沃尼斯设计中，风轮没有旋翼，风来自风轮的前部并转动风轮，然而风也会从风轮的后部流过，这起到反作用减慢转速。
图b所示箭头表示了前翼的导向器如何把风引导到叶片的左边和右边，被引到叶片左边的风阻止了在风轮后部的反作用力，风吹动右边叶片的外层与吹过左边叶片的后部共同作用增强了风力机的性能。
2.2 水平轴风力机20世纪80年代安装的几个垂直轴风力机都足够供应当时所需要的电能，但都已不再使用。
多数情况下，垂直轴风力机没有水平轴风力机效率高，如今所用的垂直轴风力机主要用于居民用电或者存在噪声和高度限制的地方，更大的风力机通常是水平轴风力机，下图所示为一个典型的水平轴风力机。
水平轴风力机分为上风式和下风式两种，上风式水平轴风力机的特点是风先吹过叶片再吹过发电机，下风式水平轴风力机的特点是风先吹过发电机和机舱然后吹过叶片，下图左为上风式水平轴风力机，下图右为下风式水平轴风力机。
因为上风式风力机具有需要迎风的风轮，因此它的一个优点是可以避免叶片位于塔架的后方。
叶片如果位于塔架后方，塔架会对吹向叶片的气流造成影响。
绝大多数风力机采用了上风式设计。
上风式水平轴风力机的第一个问题是转子要有较高刚性和较低的柔性，而且必须被放置在距离塔架前方一定距离的位置，因为叶片在强风中会呈现出柔性变形。
如果在塔架前方不够远处，强风就会使叶片弹回塔架造成损坏。
叶片回击通常发生在风速突然改变时。
第二个问题是上风式水平轴风力机需要某种方法保持风轮转轴时刻与风向一致。
风力机叶片的朝向称为偏航，风力机叶轮的方向需要连续变化使得风力机最有效地发出电能，这是由风力机的偏航控制完成的。
风力机必须自动地指向风向来最有效地获取能量。
下风式水平轴风力机的风轮转轴安放在塔架的下风处或下风带，因为发电机和中心装置在下风带，所以叶片的任何摆动都会使叶尖远离塔架从而不会撞击到塔架。
一些小的下风式水平轴风力机通常设计为使其在没有偏航控制装置下实现自我定位，这称为被动偏航，可以让系统更加经济。
偏航转动必须控制或限制使得发电机旋转不超过特定的圈数，以防止连接风力发电机和地面终端的电缆线被缠绕或扯断。
在一些更大的风力机中，偏航控制系统包含一个旋转计数器，旋转数被限制在5个全转之内。
另一种方式来弥补旋转360°以上的偏航是使用集电环，集电环使得机舱和塔顶上电缆线所连接的点之间的电气连接是连续的，即使当机舱的偏航旋转增倍。
但是集电环自身存在问题，因为发电机产生的所有电能必须流过它们输送到安装在地面设备的电缆线，集电环会迅速磨损，因此集电环需要及时的检查和细致的维护。
因为集电环在塔架的顶部，所以需要攀爬塔架来维护它们。
在大型风力机中，主动偏航用来控制风力机叶片对风，这类控制利用永磁高转矩电动机或液压马达来旋转风力机机舱，偏航电动机被PLC控制，它从测量风速和风向仪表接收信号，与风力机的速度进行比较。