1.4　20世紀50年代的風力機

第二次世界大戰之后，一次能源煤、油的價格下降，一次能源的發電成本較低。同時，大眾沒有意識到一次能消耗會造成嚴重的環境問題。因此，利用風能發電的技術研究緊迫性比大戰之前有所下降。但仍然有少數地區對風力機發電技術繼續進行研究。

1.4.1　英國風力機

英國風力機具有代表性的是由英國Enfield公司制造的100kW中型風力機，如圖1-23所示。該風力機基于法國工程師Andreau的設計理念。空心葉片旋轉時，離心力使葉片內的空氣從輪轂流向葉尖。輪轂內部處于低壓狀態，將空氣從塔底吸入，驅動裝在塔身中的渦輪機。

主要特點有雙活動空心葉片、自調向風輪，裝有靈敏的功率控制系統，利用液壓伺服電機的自動距控制機構變槳，可變錐角。額定功率100kW，額定風速13.5m/s，在13.5～29m/s風速范圍內功率保持恒定。風輪的轉速可變，最大為95r/min，吸氣量1655m3/min，同步發電機100kW/415V。塔架高度30m。

測試結果顯示，風輪的效率較低，只有22%。分析其原因為輪轂附近的旋轉連接部分漏氣，總效率也為依次配置的風輪、風扇、渦輪機和發電機四個部件效率的乘積。

1.4.2　德國W-34型風力機

W-34型風力機在1958年由Hutter發明，風輪直徑34m，額定輸出功率為100kW，如圖1-24所示。Hutter的W-34型風力機對現代風力機的設計有很大影響，很多現代先進風輪設計的理念都是采用W-34型的理念。

W-34型風力機采用兩葉片，由玻璃纖維復合材料制成，風輪葉片通過蹺蹺板鉸鏈輪轂與風輪軸相連，這比以前的鉸鏈連接更加簡單，可通過空氣動力學原理來調整葉片夾角，而鉸鏈連接輪轂需要通過液壓系統來完成。W-34型風力機設計的目的是利用內陸風速較低的風能，更重要的是采用輕型設計，這對德國20世紀80年代后的風輪設計產生重要影響。W-34型風力機在1958—1968年期間一直運行良好，到1968年因租用的土地到期而不得不被拆除。

1.4.3　法國BEST ROMANI風力機

BEST ROMANI風力機由瓦多特設計，1958年4月—1962年4月，向電網提供了22.1萬kW·h電，如圖1-25所示。

BEST ROMANI風力機主要規格為：下風式風輪，自調向；三個固定的扭曲葉片，由鋁合金制成；翼型NACA23012，23015，23018；直徑30.1m；額定功率800kW；額定風度16.7m/s；轉速47.3r/min；葉尖速比為7；增速比k＝21.5；發電機為六極同步發電機，轉速1000r/min；起始風速7m/s；塔高32m；總重量160t。

風輪在風速25m/s，陣風達35m/s的情況下仍能工作，靜止時可承受65m/s風速。機械動力通過速比分別為7.51和31的兩個行星齒輪箱，從風輪傳到發電機。該風力機有個與機艙焊接在一起的空心立柱，形狀如翼型的尾部，立柱和圓柱塔身之間的縫隙吸入空氣，從而使塔身尾流的影響降到最低程度。立柱上還裝有梯子供攀登上機艙。為了便于起動，設有離合器使風輪空轉。

當與電網解列發生飛車時，自動裝置立即將同步發電機與60m長的電阻線連接。這種電氣制動加上直徑1.80m的圓盤制動器，可使風輪軸在兩轉之內停車。

這臺風力發電機作為試驗機型運行了五年。在暴風中曾連續12h提供1000kW動力。在最佳速度下效率可到Betz極限的80%。1960年8月30日，在試驗中輸出功率曾在2.85s內由300kW增加到900kW。

為減小增速比，1963年試驗的另一個風輪，轉速達71r/min，對應的葉尖速度為112m/s，結果有一個葉片損壞。葉片損壞后，由于當時石油價格很低，該風輪被拆除，再沒有被修理。