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法學水平軸風力渦輪機與垂直軸風力渦輪機的區別
風力渦輪機是一種利用風的動能發電的裝置。風力渦輪機由安裝在轉子上的兩到三片轉子葉片組成。當風對這些葉片施加升力和阻力時，轉子開始旋轉。一根主軸連線到轉子，另一端連線到發電機。發電機在風力渦輪機的驅動下發電。
根據旋轉軸的不同，風力渦輪機可分為兩種型別：
- 水平軸風力渦輪機
- 垂直軸風力渦輪機
讓我們先了解這兩種渦輪機的一些基本知識，以便更容易理解它們之間的區別。
什麼是水平軸風力渦輪機 (HAWT)？
旋轉軸平行於氣流方向的風力渦輪機被稱為水平軸風力渦輪機或HAWT。水平軸風力渦輪機是最成功的一種風力渦輪機，在全球範圍內應用最廣泛。水平軸渦輪機主要用於世界各地商業用途的發電。
水平軸風力渦輪機的切入風速相對較低，功率係數較高。然而，HAWT 的設計相對複雜且成本較高，因為它需要一個齒輪箱和一個安裝在塔頂的發電機。
水平軸風力渦輪機的主要部件包括：渦輪葉片、輪轂、齒輪箱、發電機、塔架、機艙、偏航控制（用於將渦輪機定向到風向）。
什麼是垂直軸風力渦輪機 (VAWT)？
渦輪機的旋轉軸與氣流方向垂直的風力渦輪機被稱為垂直軸風力渦輪機或VAWT。垂直軸風力渦輪機也稱為橫風軸渦輪機。
垂直軸風力渦輪機的一個主要優點是它們可以從任何方向接收風。因此，這些渦輪機不需要偏航控制機構來將其定向到風向。
垂直軸風力渦輪機的設計相對簡單且成本較低，因為對於這些渦輪機來說，齒輪箱和發電機安裝在塔底。因此，與水平軸風力渦輪機相比，垂直軸風力渦輪機的安裝更簡單。
然而，垂直軸風力渦輪機通常不是自啟動的，因此需要啟動機構才能使其從靜止狀態啟動。垂直軸渦輪機的另一個主要缺點是它們的功率係數較低。典型的垂直軸風力渦輪機的主要部件包括：塔架（也充當轉子軸）、轉子葉片、支撐結構。
水平軸風力渦輪機與垂直軸風力渦輪機的區別
水平軸風力渦輪機和垂直軸風力渦輪機都利用風的動能驅動發電機，但是它們之間存在一些差異，在下表中突出顯示：
| 區別依據 | 水平軸風力渦輪機 | 垂直軸風力渦輪機 |
|---|---|---|
| 定義 | 水平軸風力渦輪機的旋轉軸是水平的。 | 如果風力渦輪機的旋轉軸是垂直的，則稱為垂直軸風力渦輪機。 |
| 縮寫名稱 | HAWT 是水平軸風力渦輪機的縮寫。 | VAWT 是垂直軸風力渦輪機的縮寫。 |
| 相對於風流的旋轉軸 | 對於水平軸風力渦輪機，渦輪機的旋轉軸與風流平行。 | 對於垂直軸風力渦輪機，渦輪機的旋轉軸與風流垂直。 |
| 發電機位置 | 在水平軸風力渦輪機中，發電機安裝在塔頂。 | 在垂直軸風力渦輪機中，發電機安裝在地面上。 |
| 齒輪箱位置 | 在 HAWT 中，齒輪箱安裝在渦輪機塔頂。 | 在 VAWT 中，齒輪箱安裝在渦輪機底部。 |
| 偏航機構的需求 | 在水平軸風力渦輪機中，需要偏航機構來將渦輪機定向到風向。 | 垂直軸風力渦輪機不需要偏航機構，因為它可以從各個方向接收風。 |
| 自啟動 | 水平軸風力渦輪機是自啟動的。 | 垂直軸風力渦輪機不是自啟動的，因此需要啟動機構才能使其從靜止狀態啟動。 |
| 設計與安裝 | 水平軸風力渦輪機的設計和安裝比較複雜。 | 垂直軸風力渦輪機的設計和安裝相對簡單。 |
| 葉片操作空間 | 水平軸風力渦輪機需要較大的葉片操作空間。 | 垂直軸風力渦輪機需要較小的葉片操作空間。 |
| 對風向的依賴性 | 水平軸風力渦輪機的執行取決於風向。 | 垂直軸風力渦輪機的執行與風向無關，因為它可以從各個方向接收風。 |
| 離地高度 | 水平軸風力渦輪機離地高度較大。 | 垂直軸風力渦輪機安裝在離地面相對較近的位置。 |
| 機艙的需求 | 對於水平軸風力渦輪機，在塔頂安裝一個沉重的機艙。 | 垂直軸風力渦輪機不需要機艙。 |
| 功率係數 | 水平軸風力渦輪機的功率係數較高。 | 垂直軸風力渦輪機的功率係數較低。 |
| 葉尖速度比 (TSR) | 水平軸風力渦輪機的葉尖速度比很高。 | 垂直軸風力渦輪機的葉尖速度比相當低。 |
| 產生的噪音 | 水平軸風力渦輪機的執行噪音較大。 | 垂直軸風力渦輪機產生的噪音相對較小。 |
| 效率 | 水平軸風力渦輪機的理想效率約為 50% 到 60%。 | 垂直軸風力渦輪機的理想效率通常超過 70%。 |
| 對鳥類的阻礙 | 水平軸風力渦輪機對鳥類造成很大的阻礙。 | 垂直軸風力渦輪機對鳥類的阻礙較小。 |
| 成本 | 由於設計和安裝複雜，水平軸風力渦輪機的成本較高。 | 由於設計和安裝比較簡單，垂直軸風力渦輪機的成本較低。 |
結論
這裡需要注意的最重要的區別是，水平軸風力渦輪機的旋轉軸與風流平行，而垂直軸風力渦輪機的旋轉軸與風流垂直。這兩種型別的渦輪機都利用風的動能驅動發電機發電。
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