本文發表在《大眾科學》的前部落格網路上，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點
願景很美好，如果不是有點老套的話：一大群360英尺高的塔樓，周圍環繞著長長的、略微彎曲的葉片，類似於飛機機翼，像風向標一樣在風中旋轉。結果呢？兆瓦（MW）級的清潔電力大量湧現。
這是小型垂直軸風力渦輪機（VAWT）公司Wing Power Energy的執行長哈里·魯達在想象他的渦輪機成熟時所看到的。他是那些不顧一切地追求將 VAWT 做大夢想的信徒之一。
目前，他2千瓦容量的渦輪機高34英尺。儘管（無論是在高度還是輸出方面）都很小，魯達相信這些渦輪機是下一代風能的藍圖，當規模擴大時，將在公用事業層面徹底改變風力發電，迎來風力發電3.0時代。
關於支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保有關當今塑造我們世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
迄今為止，試圖擊敗傳統的水平軸風力渦輪機（HAWTS）這一有缺陷的巨龍的努力是徒勞的。傳統風電之所以能佔據主導地位，是因為它們的可靠性、效率和日益降低的成本，儘管垂直風電宣稱有所改進——建造成本和維護成本較低，對鳥類和蝙蝠更安全，更安靜，並且能夠使用更少的開放空間。
“VAWT 是一項完全合法的技術，但它們不是玩具或草坪裝飾品，”可再生能源倡導者和分析師保羅·吉普熱情地說，他在該行業工作了30多年，“它們應該發電，並且必須與所有其他發電裝置競爭。目前，沒有一家公司生產的 VAWT 比傳統風力渦輪機更具成本效益。”
有足夠的 VAWT 失敗的例子來鞏固這種懷疑氣氛。根據吉普的說法，在 20 世紀 80 年代的加利福尼亞州，有數百臺 VAWT 在執行，每年產生數百萬千瓦時的電力。這些渦輪機不具有成本效益且可靠性較低，因為它們的鋁製葉片在執行數百小時後會變弱並飛脫（哎呀！）。如今，這些渦輪機沒有一臺仍在執行。
最近，一些小型初創公司試圖承擔這一重任。Helix Wind，一家似乎朝著正確方向前進的公司，因財務問題而結束運營。另一家公司 Windspire Energy，因其流線型設計而受到讚譽，在《大眾科學》“年度最佳新品”中得到推廣，然後在去年因維修保修期內不可靠的部件而損失鉅額資金時宣佈破產。
加州理工學院生物啟發風能中心主任約翰·奧·達比利表示，問題在於，儘管多家公司正在推出新的設計開發，如效率提高 10-15%，但他們仍然忽略了垂直軸風的致命弱點——費用和功能。
“主要目標應該是改變設計的成本和可靠性，而不是其效率，”達比利說。“如果一臺2千瓦的渦輪機售價超過 5,000.00 美元，那麼這家公司就是在吹噓其可行性。”
這意味著一臺渦輪機的最大發電量必須在每千瓦1-2美元的範圍內，並且每千瓦時電力的價格約為5美分，才能接近與當前化石燃料市場的競爭力。它還必須平穩執行約 20 年。
如果以 5,000 美元的成本點作為衡量成功的標準，那麼 Wing Energy 目前的渦輪機不太可能很快成為頭條新聞，因為他們的小型渦輪機售價約為 10,000 美元。規模經濟對此負有很大責任，因為在產品大規模生產之前，很難將製造成本、安裝成本和分銷成本保持在較低水平。然而，材料的選擇也是如此。
“我們確實認為 VAWT 有很大的前景，”達比利在談到未來時說，但補充說 [設計師] 需要從為小型渦輪機使用正確的材料開始，然後再嘗試大型風力渦輪機。”
正是這一線希望讓包括 Venger Wind、Wepower Eco 和 Urban Green Energy 在內的公司不斷嘗試。Wing Power 希望透過其將薩沃紐斯和達裡厄斯設計結合成一項技術的渦輪機，在低風速和高風速下都能高效執行，從而在列表中脫穎而出。這種設計已經在微型風能領域中得到應用，以擴大手機的覆蓋範圍。
魯達推銷他的概念時說：“我們相信，垂直風力最終將佔據主導地位並取代水平風力，因為它們具有內在的優勢。” “我們的使命之一是透過首先建模 100 千瓦容量的渦輪機，然後轉向兆瓦級渦輪機來證明這一理論。”