水平軸風力發電機是風力發電機中的一種，裝置有風向傳感元件及伺服電動機，可分為升力型和阻力型兩類，可以集中氣流，增加氣流速度。垂直軸風力發電機在風向改變的時候無需對風，在這點上相對于水平軸風力發電機是一大優勢，它不僅使結構設計簡化，而且也減少了風輪對風時的陀螺力。

水平軸與垂直軸風力發電機的區別如下：

1、設計方法

水平軸風力發電機的葉片設計一般采用動量葉片素理論，主要方法有Glauert法、Wilson法等。然而，由于葉片素理論忽略了葉片素之間的流動干擾，在葉片素理論設計的應用中忽略了翼型的阻力，這種簡化處理不可避免地導致了結果的不準確性。這種簡化對葉片形狀設計的影響較小，但對風輪的風能利用率影響較大。同時，風輪葉片之間的干擾也很強烈，整個流動非常復雜。如果只依靠葉片素理論，就沒有辦法得到準確的結果。

垂直軸風力發電機的葉片設計過去是根據水平軸的設計方法和葉素理論設計的。由于垂直軸風輪的流動比水平軸更復雜，因此是典型的大分離，流動非常大，不適合葉素理論的分析。這也是垂直軸風力發電機長期未發展的一個重要原因。

水平軸風力發電機

2、風能利用率

大型水平軸風力發電機的風能利用率大多由葉片設計師計算，一般在40%以上。如上所述，由于設計方法本身的缺陷，因此計算風能利用率的準確性值得懷疑。當然，風力發電廠的風力發電機會根據測量的風速和輸出功率繪制風力曲線。但是，此時的風速是風輪后部風機測量的風速。如果風速小于來流風速，且風力曲線較高，則必須進行修正。采用修正方法修正后，水平軸的風能利用率應降低30%~50%。中國空氣動力研發中心對小型水平軸風力發電機的風能利用率進行了相關風洞實驗，測量利用率為23%~29%。

3、結構特征

水平軸風力發電機葉片在旋轉一周的過程中，由于慣性力和重力的綜合作用，慣性力的方向隨時變化，重力的方向保持不變，使葉片承受交變載荷，對葉片的疲勞強度非常不利。此外，水平軸的發電機位于幾十米高，給發電機的安裝、維護和維護帶來了很多不便。

垂直軸風輪葉片在旋轉過程中的應力遠優于水平軸。由于慣性力和重力的方向保持不變，因此疲勞壽命比水平軸風輪長。同時，垂直軸發電機可放置在風輪下部或地面，便于安裝和維護。

垂直軸風力發電機

4、啟動風速

水平軸風輪的良好起動性能是一個共識，但根據我國空氣動力研發中心對小型水平軸風力發電機的風洞實驗，起動風速一般在4~5m/s之間，Z大的實際達到5.9m/s。顯然，這種起動性能并不令人滿意。垂直軸風輪的起動性能差也是業內的共識，特別是對于Darrieus型風輪，根本沒有自啟動能力，這也是限制垂直軸風力發電機應用的原因之一。然而，對于Darrieus型H型風輪，有相反的結論。通過了解小編得知，只要翼型和安裝角選擇合適，起動性能相當好，雙渦輪垂直軸風力發電機、垂直軸風力發電機、鼠籠垂直軸風力發電機的風洞實驗，這種Darieus型H型風輪的起動風速僅為2m/s，優于上述。