垂直軸風力機的現在和未來

　　 風力機有較低的啟動風速意味著風力機的轉動力矩較大，因此風力機剎車時就需要較大的制動力矩。對于采用一級剎車機構的垂直軸風力機，制動力矩應該大于極限風速時風力機的靜止力矩；對于采用二級剎車機構的垂直軸風力機，第一級剎車考慮在剎車風速下的制動，剎車時間應不大于3 分鐘，制動力矩以起始剎車風速時風力機力矩的1.5 倍左右為宜，制動力矩應由小逐步增大到最大力矩以保護風力機機械結構，第二級剎車為安全銷，用于風力機停止后鎖定風力機。

　　2.5 垂直軸風力機的防雷
　　無論采用二級或三級防雷標準，絕大多數垂直軸風力機都不適合通過風力機頂部加裝避雷針達到避雷目的，圖3、圖4 是二種不同類型垂直軸風力機的避雷針結構圖，紅色區域是根據滾球法計算出的不保護區域，白色區域是避雷針保護區域，從圖中可以看出風力機絕大多數部位不在避雷針保護范圍內。比較理想的方式是葉片、葉片連接件、軸、發電機外殼、塔架導通性良好，由于通常軸承中含油，軸承并不是良好的導體，因此為了達到很好的避雷效果，軸和發電機外殼應采用集電環連接。
　　2.6 磁懸浮風力機
　　磁懸浮不等于磁懸浮軸承，磁懸浮軸承是非接觸式軸承的一種，通常適合用于1萬轉或更高的轉速并用于恒定載荷條件。磁懸浮風力機是利用永磁體同級相斥原理承受風輪重量，但由于風力機所受風載為交變載荷，風力機不適合使用非接觸式軸承，因此為了克服交變載荷帶來的影響，現有磁懸浮風力發電機仍然使用軸承。而對于普通的深溝球軸承，一般其軸向最大載荷也可承受徑向載荷的10%，完全可以承載小型風力機的軸向載荷，所以現有磁懸浮風力機在使用磁懸浮后依然必須使用傳統的接觸式軸承。而對于風力機而言，最大阻力矩首先來源于發電時的磁阻，其次是軸承在風輪運轉時由離心力產生的阻力矩。再次才是葉片重量產生的阻力距；而磁阻是永磁發電機動能轉變為電能的本質，離心力產生的阻力矩由于軸承的存在依然保持，所以磁懸浮風力機不僅不能明顯提高風力機的啟動性，也幾乎不提高風力機效率。提高啟動性較好的方法，一是盡可能使用較輕便的軸承，二是使用無鐵芯的永磁發電機，但是用盤式無鐵芯發電機后由于盤式無鐵芯發電機效率低于傳統發電機，將影響風力機的整體效率。