1.4　20世纪50年代的风力机

第二次世界大战之后，一次能源煤、油的价格下降，一次能源的发电成本较低。同时，大众没有意识到一次能消耗会造成严重的环境问题。因此，利用风能发电的技术研究紧迫性比大战之前有所下降。但仍然有少数地区对风力机发电技术继续进行研究。

1.4.1　英国风力机

图1-23　英国风力机

英国风力机具有代表性的是由英国Enfield公司制造的100kW中型风力机，如图1-23所示。该风力机基于法国工程师Andreau的设计理念。空心叶片旋转时，离心力使叶片内的空气从轮毂流向叶尖。轮毂内部处于低压状态，将空气从塔底吸入，驱动装在塔身中的涡轮机。

主要特点有双活动空心叶片、自调向风轮，装有灵敏的功率控制系统，利用液压伺服电机的自动距控制机构变桨，可变锥角。额定功率100kW，额定风速13.5m/s，在13.5～29m/s风速范围内功率保持恒定。风轮的转速可变，最大为95r/min，吸气量1655m3/min，同步发电机100kW/415V。塔架高度30m。

测试结果显示，风轮的效率较低，只有22%。分析其原因为轮毂附近的旋转连接部分漏气，总效率也为依次配置的风轮、风扇、涡轮机和发电机四个部件效率的乘积。

1.4.2　德国W-34型风力机

W-34型风力机在1958年由Hutter发明，风轮直径34m，额定输出功率为100kW，如图1-24所示。Hutter的W-34型风力机对现代风力机的设计有很大影响，很多现代先进风轮设计的理念都是采用W-34型的理念。

W-34型风力机采用两叶片，由玻璃纤维复合材料制成，风轮叶片通过跷跷板铰链轮毂与风轮轴相连，这比以前的铰链连接更加简单，可通过空气动力学原理来调整叶片夹角，而铰链连接轮毂需要通过液压系统来完成。W-34型风力机设计的目的是利用内陆风速较低的风能，更重要的是采用轻型设计，这对德国20世纪80年代后的风轮设计产生重要影响。W-34型风力机在1958—1968年期间一直运行良好，到1968年因租用的土地到期而不得不被拆除。

图1-24　W-34型风力机

图1-25　BEST ROMANI风力机

1.4.3　法国BEST ROMANI风力机

BEST ROMANI风力机由瓦多特设计，1958年4月—1962年4月，向电网提供了22.1万kW·h电，如图1-25所示。

BEST ROMANI风力机主要规格为：下风式风轮，自调向；三个固定的扭曲叶片，由铝合金制成；翼型NACA23012，23015，23018；直径30.1m；额定功率800kW；额定风度16.7m/s；转速47.3r/min；叶尖速比为7；增速比k＝21.5；发电机为六极同步发电机，转速1000r/min；起始风速7m/s；塔高32m；总重量160t。

风轮在风速25m/s，阵风达35m/s的情况下仍能工作，静止时可承受65m/s风速。机械动力通过速比分别为7.51和31的两个行星齿轮箱，从风轮传到发电机。该风力机有个与机舱焊接在一起的空心立柱，形状如翼型的尾部，立柱和圆柱塔身之间的缝隙吸入空气，从而使塔身尾流的影响降到最低程度。立柱上还装有梯子供攀登上机舱。为了便于起动，设有离合器使风轮空转。

当与电网解列发生飞车时，自动装置立即将同步发电机与60m长的电阻线连接。这种电气制动加上直径1.80m的圆盘制动器，可使风轮轴在两转之内停车。

这台风力发电机作为试验机型运行了五年。在暴风中曾连续12h提供1000kW动力。在最佳速度下效率可到Betz极限的80%。1960年8月30日，在试验中输出功率曾在2.85s内由300kW增加到900kW。

为减小增速比，1963年试验的另一个风轮，转速达71r/min，对应的叶尖速度为112m/s，结果有一个叶片损坏。叶片损坏后，由于当时石油价格很低，该风轮被拆除，再没有被修理。