目前國(guó)內(nèi)外有許多廠商正在致力于大型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的研發(fā)，但通過(guò)對(duì)一些現(xiàn)有大型化垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)廠商的開(kāi)發(fā)過(guò)程看，基本上都是用小型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)思路，把小型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過(guò)一定比例放大后成為大型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。筆者認(rèn)為以這樣的方法開(kāi)發(fā)大型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，說(shuō)明這些探索者還沒(méi)有真真理解垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的特性。
　　眾所周知垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有低噪音、安全性、無(wú)需太高塔架的優(yōu)點(diǎn)，但多年來(lái)經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)人的努力都沒(méi)有生產(chǎn)出可商業(yè)化應(yīng)用的大型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，究其原因主要是無(wú)法同時(shí)解決氣動(dòng)效率、自啟動(dòng)、超速控制、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、安全制動(dòng)等一系列問(wèn)題，而這些問(wèn)題在水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)上都已經(jīng)解決。而效率、超速控制、穩(wěn)定性、安全制動(dòng)4 個(gè)方面的問(wèn)題也是任何風(fēng)力發(fā)電機(jī)需要解決的問(wèn)題。本文將就這些問(wèn)題展開(kāi)討論，上海麟風(fēng)是如何解決這些難題。
　　垂直軸風(fēng)輪在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，葉片在風(fēng)輪不同位置扭矩大小、方向都不同，在有些位置扭矩大，在有些位置扭矩小，在有些位置扭矩為正，在有些位置扭矩為負(fù)。隨著風(fēng)輪直徑的增大和轉(zhuǎn)速的下降，這些變化尤其明顯，而風(fēng)輪最終的輸出功率是這些扭矩的合力矩，這樣垂直風(fēng)輪的氣動(dòng)效率較低。
　　按照達(dá)里厄上世紀(jì)30 年代所做實(shí)驗(yàn)和結(jié)論，垂直風(fēng)輪較為理想的尖速比為5 ～ 6，按此要求做出來(lái)的垂直風(fēng)輪實(shí)度比很低，無(wú)法自啟動(dòng)，且?guī)лd能力也很弱。
　　當(dāng)垂直風(fēng)輪做大以后還面臨垂直軸承擔(dān)的彎矩越來(lái)越大的問(wèn)題，彎矩越大，對(duì)軸的強(qiáng)度要求就越高，不僅重量重了，成本也越高，越難以商業(yè)化。
　　當(dāng)垂直風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，風(fēng)輪的主震頻率為轉(zhuǎn)速除以葉片數(shù)量，當(dāng)作用于葉片上的風(fēng)能不能被有效轉(zhuǎn)化成動(dòng)能（轉(zhuǎn)速）后震動(dòng)尤其明顯。
　　為了提高自啟動(dòng)性能適當(dāng)提高葉片寬度將取得明顯效果，合理的葉片寬度是風(fēng)輪半徑的1/2 ～ 1/4 之間。
　　為了克服葉片角度固定的垂直風(fēng)輪當(dāng)葉片在風(fēng)輪不同位置時(shí)扭矩方向相反、不能發(fā)揮最大扭矩的缺陷，使用“實(shí)時(shí)可變攻角”技術(shù)可克服這一缺陷。實(shí)時(shí)可變攻角技術(shù)就是當(dāng)風(fēng)輪在旋轉(zhuǎn)時(shí)，根據(jù)風(fēng)向、葉片位置、風(fēng)速等要素實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)葉片角度，以達(dá)到改變扭矩方向并使葉片在不同位置都能獲得最大扭矩的作用，極大提高了垂直軸風(fēng)輪的效率。在該系統(tǒng)中，葉片不是固定在懸臂支架上的，而是可以繞葉片回轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動(dòng)的，當(dāng)風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)到不同位置時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)調(diào)節(jié)葉片的“攻角”，使葉片在不同位置時(shí)的“攻角”，在圓周上任何一個(gè)位置時(shí)，始終能夠保持在所設(shè)定的優(yōu)化角度范圍內(nèi)。通過(guò)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，在一個(gè)1.36米直徑、1 米葉片長(zhǎng)度的風(fēng)輪，在2 米/ 秒風(fēng)洞風(fēng)速下測(cè)得的功率達(dá)到4 ～ 4.5瓦，即風(fēng)能/ 機(jī)械能的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了（60 ～ 68）%， 超過(guò)了59.3% 的傳統(tǒng)理論極限值，這并非傳統(tǒng)理論的錯(cuò)誤，而是傳統(tǒng)理論中風(fēng)輪是在二維空間運(yùn)動(dòng)；而垂直風(fēng)輪是在三維空間運(yùn)動(dòng)，二者條件不同。
　　當(dāng)強(qiáng)臺(tái)風(fēng)來(lái)臨時(shí)，可實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)葉片角度，始終保持葉片處于順漿狀態(tài)，減小迎風(fēng)面積，防止在強(qiáng)臺(tái)風(fēng)時(shí)葉片斷裂、塔架倒塌等惡性事故的發(fā)生。

　　通常垂直風(fēng)輪軸和發(fā)電機(jī)軸不是同軸結(jié)構(gòu)，而是二者在現(xiàn)場(chǎng)組合而成，在現(xiàn)場(chǎng)組合的風(fēng)輪軸和發(fā)電機(jī)軸往往是間隙配合，無(wú)論采用什么措施緊固，在長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，二者都會(huì)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)從而加速垂直風(fēng)輪的搖擺，引起垂直風(fēng)輪的各種故障。有效的解決方案是發(fā)電機(jī)軸和風(fēng)輪采用同軸結(jié)構(gòu)。