達(dá)里厄型風(fēng)力發(fā)電機(jī)

達(dá)里厄（Darrieus）風(fēng)力發(fā)電機(jī)是最早的升力型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，簡(jiǎn)稱D葉輪 。它是由法國(guó)一位名叫G.J.M.Darrieus工程師發(fā)明的，在1931年獲得專利，但一直未得到重視，直到二十世紀(jì)六十年代末才開始引起注意。經(jīng)加拿大國(guó)家空氣動(dòng)力實(shí)驗(yàn)室和美國(guó)sandia實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行大量研究，達(dá)里厄風(fēng)力發(fā)電機(jī)才具有了實(shí)用價(jià)值。與所有垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)相比，它的風(fēng)能利用系數(shù)最高。所有的升力型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)都可以歸為達(dá)里厄型風(fēng)力發(fā)電機(jī)中。

達(dá)里厄風(fēng)力發(fā)電機(jī),也就是升力型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)展充滿了曲折。在上世紀(jì)六十年代才開始進(jìn)行系統(tǒng)的研發(fā)，并開發(fā)出φ形垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)投入到實(shí)用中。但是由于該機(jī)型不能自啟動(dòng)，隨著水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的日臻完善，垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)逐漸退出了市場(chǎng)。從本世紀(jì)初開始，水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的缺點(diǎn)也逐漸被人詬病，比如說安全性差，噪音大，效率不高等等，這個(gè)時(shí)候垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)在這方面的優(yōu)勢(shì)又重新得到了人們的重視，開始興起了一股研究垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的熱潮。垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的研究主要集中在H型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，這主要是因?yàn)樵摬季值娘L(fēng)力能有效的解決垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)不能自啟動(dòng)的缺點(diǎn)，同時(shí)也可以做到無噪音。

從空氣動(dòng)力學(xué)，材料力學(xué)，電子，低速發(fā)電機(jī)等多方面對(duì)H型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，成功開發(fā)出了10w，300w，1kw，3kw，10kw等多種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)系列，同時(shí)利用獨(dú)有的氣動(dòng)限速裝置使風(fēng)力發(fā)電機(jī)在超風(fēng)速的情況下保持額定輸出，使垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)真正具有了實(shí)用價(jià)值，成為水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)有力的競(jìng)爭(zhēng)者。

達(dá)里厄風(fēng)力發(fā)電機(jī)又出現(xiàn)了一種新的布局方式，該布局可以看成是H型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變形，采用3葉片，將葉片在投影方向做成S形，這樣能改善一部分的起動(dòng)性能，同時(shí)又能保證風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速不至于太低。相對(duì)于直葉片的H型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)來說，該彎葉片的制作難度大，并且會(huì)帶來安裝等方面的困難，其發(fā)展前景還有待進(jìn)一步研究。

根據(jù)達(dá)里厄風(fēng)力發(fā)電機(jī)的形狀可分為彎葉片和直葉片兩種，比如φ形，H形和△形等。葉片都具有翼型剖面（多為對(duì)稱翼型），彎葉片（φ形）主要是使葉片只承受純張力，不受離心力載荷，但其幾何形狀固定不變，不便采用變槳距方法控制轉(zhuǎn)速，彎葉片制作成本比直葉片高。直葉片一般都采用橫擔(dān)式拉索支撐，以防止離心力引起大的彎曲應(yīng)力。這些支撐將產(chǎn)生氣動(dòng)阻力，降低效率。而達(dá)里厄葉輪風(fēng)機(jī)裝置簡(jiǎn)單，成本也比較便宜，但啟動(dòng)性能差，因此，常常結(jié)合s風(fēng)輪一起使用。