調速風輪 
　　序言
　　世界能源消耗越來越嚴重，不可再生能源儲量越來越少，能源危機一步一步向我們邁進，“節能、環保”已經成為人們最關注的話題。可再生能源的開發與利用也日益成為世界各國研究的主要方向，我國也早在多年前就提出了可持續發展道路，各界知識分子、專家學者也紛紛用自己的智慧在這個方向上奮斗著。風能、太陽能、生物智能紛紛登上歷史舞臺。
　　一、我國的能源供應和環境保護現狀與對策
　　回顧我國在“十五”期間經濟的高速增長，很大程度上是靠過度消耗能源和增加環境負擔實現的。據國家統計局數據顯示2004年GDP增長為9.7%，但能源消耗增長高達17.4%，給我國能源供應和環境保護產生巨大壓力。針對這種現狀，我國在《“十一五”規劃建設》中明確提出“加快風能、太陽能、生物質能等可再生能源開發利用，強調大力節約能源資源。要求“十一五”期間單位GDP能耗比“十五”期末降低20%左右，積極發展新能源和可再生能源成為可持續發展的重要保證。風能作為可再生能源得到了迅猛的發展。
　　二、我國風能儲量
　　我國有豐富的風能資源，據初步測算，在陸地離地面10M高度處，我國可開發風能儲量為2.53億千瓦，海上可開發儲能為7.5億千瓦。風電資源是新能源中發展潛力最大的可在生能源，也日益發揮著重要的作用。正式這樣巨大的發展前景與巨大的社會效益和商業價值，促使風電設備制造企業與應用企業迅速成長起來。
　　三、我國風電歷史與目前風電市場現狀
我國早在上世紀八十年代北京聯合收割機總廠便已經生產了FD1.6-50型兩扇葉帶偏航裝置的三項交流永磁式風力發電機組。該發電機可輸出14伏的直流電可以供遠離供電網、交通不便、具有風力資源的牧區、農村、山區海島居民照明、收聽廣播、通訊等應用。
　　近幾年隨著風能的發展，風電設備市場日益火熱起來，風電企業間的競爭也越來越激烈。2004年以前國內只有6家風電企業，但是到了2007年底較有規模的企業已經達到40家左右，這就是行業增長太快導致的結果。現在風電行業正處于一個高速發展的時期，業內的競爭格局也在不斷發生變化。在2006年以前的整體，運動性質截然相反，是不能相提并論的。
其二，“三葉片風輪”的葉片幾何形狀不合理，導致葉片本體產生力矩損失嚴重
　　1、葉片迎風產生旋轉力矩原理，是一種典型的“重心”在中間的一種“杠桿原理”。葉片頂部上的點一定是迎風產生力矩的值最大，而根部上的點一定是迎風產生力矩值最小的，葉頂處的施力是極具利用價值的。所以，設計葉片時，在條件允許的情況下，葉頂部應設計的盡量寬一些，以便使葉片更有效地利用風能在葉頂部產生的力矩。
　　2、因葉片是繞軸旋轉的，所以距離軸心越近的點的運行軌跡周長越短市場份額中，外資企業占有相當大的優勢，然而到2007年底國內企業的市場份額已經達到56%，超出了外商的44%。國內的企業也已經從過去的一枝獨秀改變成了諸侯割據的局面。但是，從外資和內資實力對比來看，我國風機制造業內資實力仍然比較弱，無論在技術還是在產品質量上同國外制造商都存在差距。目前，我國僅在600KW、750KW及以下風機實現了完全的國產化，世界上的主流機型MW級風機仍然處于試用和推廣階段。
　　由于我國風機制造同國外先進水平的差距，我國國內風機制造主要通過引進國外技術、合資等方式進行生產，以實現跨越式發展。國內主要的風機制造企業仍未具備獨立開發設計風機特別是大容量風機的能力。風電設備的研究創新工作十分艱巨。
　　四、 傳統“三葉片風輪”技術存在誤區
　　大家都知道風輪和葉片是風力發電機獲取風能的動力獲取機構，風輪獲取風能的能力將直接影響風力發電機的發電效率。目前，市場上的風輪和葉片主要是引進的西方傳統的“三葉片風輪”技術。該技術雖然是風力發電機的傳統理論，但是隨著風電領域有識之士與專家學者的多年研究試驗，發現該理論存在很大誤區。“三葉片風輪”技術存在以下錯誤觀念：
其一，由于受前蘇聯（1931）參考直升機螺旋槳制造的一臺大型風力發電機的影響，“三葉片風輪”的設計一直搬用直升機螺旋漿的設計理論為其所用。其實螺旋漿的機械原理和風輪的機械原理是有本質上的區別的。
 　　風輪的設計目的是為了利用流動的空氣的動能而得到帶動發電機旋轉的機械能；螺旋漿的設計目的是為了克服地心引力而利用空氣的浮力。風輪本體的運動性質是葉片控制輪軸旋轉，葉片是主動、輪軸是被動；螺旋槳本體的運動性質是與風輪恰恰相反，是輪軸控制葉片旋轉，輪軸是主動的，葉片是被動。這兩種機械的設計目的不同，距離軸心越遠的點的運行軌跡周長越長。因此，在風輪迎風旋轉時，距離軸心越近的點的線速度越低，距離軸心越遠的點的線速度越高，根據這種風輪旋轉時的圓周運動特性，所以說，葉片形狀應該越靠近軸心處越窄，距離軸心越遠處應該越寬。即葉片每一點的寬度應與這個點的線速度相吻合，葉片頂部越寬其獲得的風能也將越大，風的利用率也會提高。