一、風力發電機組分類

風力發電機組主要由兩大部分組成：

風力機部分――它將風能轉換為機械能；

發電機部分――它將機械能轉換為電能。

根據風機這兩大部分采用的不同結構類型、以及它們分別采用的技術方案的不同特征，再加上它們的不同組合，風力發電機組可以有多種多樣的分類。

1、按照風機旋轉主軸的方向（即主軸與地面相對位置）分類，可分為：

“水平軸式風機”――轉動軸與地面平行，葉輪需隨風向變化而調整位置；

“垂直軸式風機”――轉動軸與地面垂直，設計較簡單，葉輪不必隨風向改變而調整方向。

2、按照槳葉受力方式可分成“升力型風機”或“阻力型風機”。

3、按照槳葉數量分類可分為“單葉片”、“雙葉片”、“三葉片”和“多葉片”型風機。

葉片的數目由很多因素決定，其中包括空氣動力效率、復雜度、成本、噪音、美學要求等等。

大型風力發電機可由1、2 或者3片葉片構成。

葉片較少的風力發電機通常需要更高的轉速以提取風中的能量，因此噪音比較大。而如果葉片太多，它們之間會相互作用而降低系統效率。目前3葉片風電機是主流。從美學角度上看，3葉片的風電機看上去較為平衡和美觀。

4、按照風機接受風的方向分類，則有“上風向型”――葉輪正面迎著風向（即在塔架的前面迎風旋轉）和“下風向型”――葉輪背順著風向，兩種類型。

上風向風機一般需要有某種調向裝置來保持葉輪迎風。

而下風向風機則能夠自動對準風向, 從而免除了調向裝置。但對于下風向風機, 由于一部分空氣通過塔架后再吹向葉輪, 這樣, 塔架就干擾了流過葉片的氣流而形成所謂塔影效應,使性能有所降低。

5、按照功率傳遞的機械連接方式的不同，可分為“有齒輪箱型風機”和無齒輪箱的“直驅型風機”。

有齒輪箱型風機的槳葉通過齒輪箱及其高速軸及萬能彈性聯軸節將轉矩傳遞到發電機的傳動軸,聯軸節具有很好的吸收阻尼和震動的特性，可吸收適量的徑向、軸向和一定角度的偏移，并且聯軸器可阻止機械裝置的過載。

而直驅型風機則另辟蹊徑，配合采用了多項先進技術，槳葉的轉矩可以不通過齒輪箱增速而直接傳遞到發電機的傳動軸，使風機發出的電能同樣能并網輸出。這樣的設計簡化了裝置的結構，減少了故障幾率，優點很多，現多用于大型機組上。

6、根據按槳葉接受風能的功率調節方式可分為：

“定槳距（失速型）機組”――槳葉與輪轂的連接是固定的。當風速變化時，槳葉的迎風角度不能隨之變化。由于定槳距（失速型）機組結構簡單、性能可靠，在20 年來的風能開發利用中一直占據主導地位。

“變槳距機組”――葉片可以繞葉片中心軸旋轉，使葉片攻角可在一定范圍內（一般0－90度）調節變化，其性能比定槳距型提高許多，但結構也趨于復雜，現多用于大型機組上。

7、按照葉輪轉速是否恒定可分為：

“恒速風力發電機組”――設計簡單可靠，造價低，維護量少，直接并網；缺點是：氣動效率低，結構載荷高，給電網造成電網波動，從電網吸收無功功率。

“變速風力發電機組”――氣動效率高，機械應力小，功率波動小，成本效率高，支撐結構輕。缺點是：功率對電壓降敏感，電氣設備的價格較高，維護量大。現常用于大容量的主力機型。

8、根據風力發電機組的發電機類型分類，可分為兩大類：“異步發電機型” “同步發電機型”

只要選用適當的變流裝置，它們都可以用于變速運行風機。

異步發電機按其轉子結構不同又可分為：

(a) 籠型異步發電機――轉子為籠型。由于結構簡單可靠、廉價、易于接入電網，而在小、中型機組中得到大量的使用。

(b) 繞線式雙饋異步發電機――轉子為線繞型。定子與電網直接連接輸送電能，同時繞線式轉子也經過變頻器控制向電網輸送有功或無功功率。

同步發電機型按其產生旋轉磁場的磁極的類型又可分為：

(a) 電勵磁同步發電機――轉子為線繞凸極式磁極，由外接直流電流激磁來產生磁場。

(b) 永磁同步發電機――轉子為鐵氧體材料制造的永磁體磁極，通常為低速多極式，不用外界激磁，簡化了發電機結構，因而具有多種優勢。

9、根據風機的輸出端電壓高低化分，一般可分為：

“高壓風力發電機”――風力發電機輸出端電壓為10~20kV，甚至40kV，可省掉風機的升壓變壓器直接并網。它與直驅型，永磁體磁極結構一起組成的同步發電機總體方案，是目前風力發電機中一種很有發展前途的機型。

“低壓風力發電機”――輸出端電壓為1kV 以下，目前市面上大多為此機型。

10、根據風機的額定功率化分，一般可分為：

微型機：10 kW 以下

小型機：10 kW 至100 kW

中型機：100 kW 至1000 kW

大型機：1000 kW 以上（MW 級風機）

二、垂直軸風力發電機和水平軸的區別

1、發電機不同：垂直軸的發電機一般采用無鐵芯的永磁盤式電機或外轉子電機，啟動力矩小，微風就能啟動，相當適合在城市或者像中國南方等低風速地區使用；水平軸的發電機一般采用造價低廉的有鐵芯發電機，啟動力矩往往較大，不適合在城市道路、以及中國南方等低風速使用。

2、風葉結構不同：垂直軸的風力發電機是萬向受風的垂直式結構，不管任何方向的來風，均保持同一方向轉動，更好的利用了風能；而水平軸的風力發電機有個專門用來調節風力發電機受風方向的尾巴，每次風來時，首先得把風機的迎風方向調整，這樣不僅浪費了風能，同時水平式的風力發電機與支撐該電機的法蘭之間還得安裝一個傳動的軸承，該軸承傳動多了，會產生機械疲勞，造成風機容易折斷或者脫落。

3、同等風速條件下垂直軸發電效率比水平式的要高，特別是低風速地區。

4、在高風速地區，垂直軸風力發電機要比水平式的更加安全穩定；另外，國內外大量的案例證明，水平式的風力發電機在城市地區經常不轉動，在北方、西北等高風速地區又經常容易出現風機折斷、脫落等問題，傷及路上行人與車輛等危險事故。

5、風能利用率 ，中國空氣動力研究與發展中心曾作過相關水平軸風力發電機的風洞實驗，實測的利用率在 23%-29%左右 。經過中國空氣動力研究與發展中心的實驗表明垂直軸的風能利用率在40%以上。另外，在實際環境中風向是經常變化的，水平軸風輪的迎風面不可能始終對著風，這就引起了"對風損失"，而垂直軸風輪則不存在這個問題 ，因此在考慮了對風損失之后，垂直軸風輪的風能利用率完全超過水平軸風輪。

綜合各種因素來看垂直軸風力發電機是未來風電的發展方向，由于水平軸風機在中國已有近20年的生產及發展，垂直軸的開發生產也就是近幾年的時間，所以隨著其優勢的不端顯現，會像水平軸一樣逐步普及的。