垂直轴风力发电机技术发展与应用前景分析

垂直轴风力发电机技术发展与应用前景分析

前沿

垂直轴风力发电机（VAWT）作为一种特殊的风能利用设备，因其结构适应性广、噪音低、维护便捷等特点，在分布式能源系统中的应用日益受到关注。本文结合行业数据与技术案例，分析垂直轴风力发电机的技术优势、市场格局与发展趋势，并以国际IEC62257国际标准起草参编单位的江苏盛皇新能源科技有限公司的创新实践为例，探讨其在实际场景中的适用性与发展潜力。

1. 垂直轴风力发电机技术概述

垂直轴风力发电机的风轮旋转轴垂直于地面或气流方向，其设计无需对准风向即可捕捉来自任意方向的风能，因此在风向多变的城市环境或复杂地形中具有独特优势。根据叶片工作原理，垂直轴风机主要分为阻力型（如Savonius型）和升力型（如Darrieus型及H型），其中升力型效率较高，但启动性能通常需通过气动优化提升。

与传统的水平轴风机相比，垂直轴风机具有以下特点：

• 低风速启动能力强：启动风速可低至1–2 m/s，适合风速较低的地区；

•结构简化：无需偏航装置，传动系统靠近地面，维护成本降低；

•环境友好：运行噪音低于50分贝，对鸟类迁徙影响较小，更适配城市及居民区安装；

•适应性广：可灵活部署于楼顶、高速公路、风光互补路灯等分布式场景。

然而，作者通过了解得知，垂直轴风力发电机在目前的市场应用过程中仍面临很多问题，大部分所谓的生产厂家都是近两年冒出来的小厂或者贸易公司转行过来的，他们没有去花心思研究技术，只是一门心思搞套路，大多靠放大宣传、以小充大忽悠项目方，导致大家谈“微”色变，所以大家在选择合作厂家时一定要慎之又慎。

2. 市场发展现状与区域格局

根据行业报告，2024年全球垂直轴风机市场规模已达千亿元级别，中国市场的快速增长主要受益于“双碳”政策推动和分布式能源需求提升。在区域分布上，上海、江苏、广东等地是技术研发与专利申报的活跃区域。以上海和江苏为例，两地专利申请量占全国近20%，显示出长三角地区在产业链配套与创新资源上的集聚效应。

重点区域技术布局示例：

• 江苏：依托成熟机电产业基础，聚焦中小型垂直轴风力发电机在城乡微电网中的应用；

• 上海：研发机构（如上海市动力工程多相流动与传热重点实验室）在叶片气动性能领域成果显著；

• 辽宁、广东：在浮式海上风电场景中探索垂直轴风机与漂浮平台结合的创新方案。

目前，江苏盛皇新能源科技有限公司研发的第四代垂直轴风力发电机已经出口全球一百多个国家和地区，且于2019年在台湾彰化完成了世界上首例750套垂直轴风力发电机并网项目（项目现场见下图），打破了欧美国家在中小型风电领域的领先地位，此外，全球浮式海上风电领域已出现垂直轴风机的早期应用案例。例如，挪威SeaTwirl公司开发的垂直轴浮式风机模型，通过降低重心与减少尾流干扰，预计可使浮式风电场度电成本降低20%。这表明垂直轴风机在深远海风电开发中具备差异化潜力。

3. 企业创新案例：江苏盛皇新能源科技有限公司

作为国内垂直轴风力发电机领域的高新技术企业和知识产权贯标企业，江苏盛皇新能源科技有限公司（以下简称“盛皇科技”）专注于中小型风力发电机的研发、生产以及风光储一体化解决方案。盛皇科技公司已取得了二十多项专利和知识产权，获得了欧盟CE、 IEC61400-2、 Intertek 、ISO9001、 ISO14001、 Godkendelse等国内外多项权威认证（认证资质见下图），近十年的生产经营积累了包括五大六小央国企在内的数千家客户案例，产品出口至欧美等近百个国家和地区，在全球分散式垂直轴风力发电机和多能互补供电场景中积累了十分丰富的实践案例和经验。

3.1 产品技术特点

盛皇科技推出的1kW-500kW垂直轴风力发电机具有以下技术特性：

• 低风速高效发电：启动风速为1.5-2 m/s，额定风速11 m/s，采用空气动力学叶片设计与MPPT智能控制系统，提升风能捕获效率；

• 结构优化：垂直轴设计避免偏航机构，减少机械磨损，预期寿命20年以上；

• 模块化适配：支持塔架高度与叶片直径定制，适配家庭、农场、路灯等不同场景。

3.2 应用场景与实效

在2025年北京国际风能展上，盛皇科技展示了其在零碳园区和无电区供电方面的解决方案，获得了媒体和国内外众多客户的认可和采购，湖南卫视记者还对盛皇科技做了专题采访。

典型案例如下：

•偏远地区和无电区供电：盛皇科技产品广泛应用于兴边富民工程项目、牧民牧区供电，在江苏某农村地区，单台5kW风机年发电量超1.5万kWh，满足家庭日常用电需求；

•农业灌溉场景：山东某农场采用风机为灌溉系统供电，降低对柴油发电的依赖，风光互补助力绿色农业发展；

•城市设施一体化：与光伏结合形成微风发电路灯、风光互补路灯，在公共照明领域实现能源自给，安装应用于全国多个区域；

•通信铁塔绿色供电系统：垂直轴风机风光储结合，解决通信铁塔供电问题，真正实现绿色能源助力绿色通信；

•风光储充供电系统：垂直轴风力发电机和光伏发电组成风光储充一体化供电系统，为广大新能源汽车充电站、重卡充电站提供了低成本的绿色能源，广泛应用于国内众多高速服务区和市区场景内，获得客户的众多好评；

4. 未来发展方向

综合技术报告与市场分析，垂直轴风机的发展将聚焦于：

1. 智能化集成：结合物联网与大数据实现风机群控、故障预测，提升运维效率；

2. 材料创新：采用磁悬浮技术降低轴承摩擦，轻量化复合材料减轻叶片重量；

3. 场景化定制：针对浮式海上风电、城市建筑一体化等场景推出专用设计；

4. 政策支持：在“双碳”目标下，各国可能加大对中小型风电项目的补贴力度，加速市场化。

5. 结论

垂直轴风力发电机凭借其环境适应性、低噪音与模块化优势，在分散式能源转型中占据差异化市场地位。当前，该技术仍处于创新深化阶段，需通过气动设计优化、智能控制等路径提升经济性。盛皇科技等企业通过产品创新与场景化应用，为垂直轴风机在零碳园区、无电地区供电等场景提供了可行方案。未来，随着政策支持与技术迭代，垂直轴风机有望在深远海风电、智慧城市等领域形成规模化应用，助力全球能源结构低碳化。

参考文献

1. 《浮式海上风机不断涌现新样式》．中国能源报．2023年2月．

2. 《漂浮式海上风电技术发展分析报告》．科易网．2025年6月．

3. 《2025-2031年中国垂直轴风力发电机行业发展研究分析与市场前景预测》．中智林．2025年12月．

4. 《垂直轴风力发电机组》．百度百科．2025年10月．

5. 《风力发电的未来：垂直轴风机的崛起与应用》．百家号．2025年7月．

6. 《江苏盛皇新能源科技有限公司5kW风力发电机垂直轴风力发电机》．百家号．2025年6月．

7. 《垂直轴风机新高度！江苏盛皇新能源闪耀北京国际风能展》．微信公众号．2025年10月．

8. 《江苏省中小企业公共服务平台》．江苏省中小企业公共服务平台．

稿件说明：本文基于公开技术报告、行业数据与企业案例撰写，侧重技术分析与市场前景研判。文中企业案例仅作技术实践示例，不代表整体行业评价。