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根据能源部的预测，到2030年，风能可以提供20%的电力。这促使犹他大学机械工程系的研究人员研究风力发电的性能和经济效益。以及城市和郊区的垂直轴风力涡轮机(VAWT)。

VAWT是一种风力涡轮机设计，发电机垂直安装在塔架上，而不是水平安装在顶部。尽管有许多VAWT设计，但本研究中使用的设计被称为直叶片达里厄斯型或H转子涡轮机。

研究人员认为，小VAWT有能力在高湍流条件下有效运行，这使得它成为城市和郊区环境中理想的能量收集设备。在本周《可再生与可持续能源杂志》的一篇文章中，作者给出的结果表明，优化后的VAWT系统可以在经济上与城市和郊区的化石燃料发电厂竞争，甚至率先实现建筑或城市的零净排放能源。

为了确定结果，该团队将实际的、时间分辨的风速数据输入到数值模拟中，该数值模拟确定了涡轮机在一年运行中捕获的总能量。他们的风数据来自2009年的3D声学风速计，它安装在交通桩的顶部，离地面约9米(30英尺)，位于俄克拉荷马州俄克拉荷马城附近的9个城市和郊区。

研究人员模拟了13种不同的风力涡轮机配置，重点关注四个具体的设计参数：高径比(H/D)、叶片翼型形状、涡轮机鲁棒性和涡轮机惯性矩。用于确定最佳设计配置的主要性能指标是涡轮机在一年中捕获的能量相对于同一时期湍流中可用能量的百分比。

在13种设计配置中，最佳涡轮设计的惯性矩最低。然而，有趣的是，研究人员已经证实，即使消除惯性矩作为设计参数，这种配置仍然是最理想的。

他们还分析了其中一个试验点各种涡轮设计的平均能量成本(LCOE)，并找到了经济上可行的选择所需的叶片特征值。电站优化设计配置产生的电力成本比全国平均电力单价低10%。

“这不是研究的终点。我认为我们需要对涡轮机的设计配置和运行条件进行更多的研究，以提高涡轮机捕获的能量。[.]令人兴奋，”该项目的主要研究人员之一Lam Nguyen说。Nguyen目前正与一位前顾问一起扩大他的研究。

根据他们的结论，VAWT的优化设计配置可以减少电费，团队知道这项工作还没有完成。