爬上一座風力電機，把它的葉片拆下來，扭成一個打蛋器，然后豎著插地上讓它轉(zhuǎn)。

恭喜你，你發(fā)明了更全能的風力發(fā)電機。

它叫做垂直軸風機。早在幾千年前的波斯，人們就用類似的裝置來磨面；到了1931年，法國工程師達里厄把它變成了現(xiàn)代的樣子，試圖挑戰(zhàn)傳統(tǒng)風車的地位，卻因當年的材料限制而一度沉寂。而今天，它正準備在城市和海上大展拳腳。

那么，它到底是怎么工作的？相比起傳統(tǒng)風機，它有哪些不可替代的優(yōu)勢？它會是收集風能的最優(yōu)解嗎？

首先，風機分為兩派?，F(xiàn)在的風電霸主，即我們常見的三葉片大風車，叫做水平軸風機。它像螺旋槳一樣，必須迎著風才能轉(zhuǎn)。風向一邊，它就得趕緊跟著偏航，否則效率大跌甚至受損。而它的葉片設計也極其復雜：長度幾十米，從根部到尖端，角度都在不斷變化，像扭麻花一樣，就是為了確保各段都能吃到最佳風能。

但另一派垂直軸風機就完全不同了。它的軸像陀螺一樣豎在地上，不用轉(zhuǎn)頭，不挑風向。東南西北隨便吹，怎么都能轉(zhuǎn)，所以叫“全向受風”。而它的轉(zhuǎn)法也分兩種，一種靠“兜風”推動，簡單粗暴但效率一般；另一種，就是我們說的“打蛋器”，葉片形狀像機翼，當風吹過時，它會產(chǎn)生側(cè)向“升力”，像被吸著一樣往前跑，轉(zhuǎn)速甚至能超過風速，所以它的效率比前者高得多，也更適合做成大型裝置。

聽起來不錯，但問題來了：如果垂直軸這么好，為什么我們現(xiàn)在看到的還是清一色三葉片？沒辦法，誰讓它在效率上完敗水平軸呢！目前，商業(yè)型的垂直軸風機效率普遍在30~40%之間，而水平軸風機則最低40%起步，差距明顯。

但是，當場景切換到海面，劇情開始反轉(zhuǎn)——因為原本水平軸的兩個弱點，在這里就變成了致命缺陷：重心太高和太過嬌氣。它的發(fā)電機、齒輪箱這些幾十噸的家伙，全都必須被舉到百米高空。維護一次要動用巨型吊車，成本高得嚇人。而當傳統(tǒng)葉片遇上了湍流，這種難受程度，就跟飛機遇到氣流一樣，輕則效率下降，重則結(jié)構(gòu)受損。

而未來風電的主戰(zhàn)場正是深海！在深海里，風機不能插地，只能漂著。這時候傳統(tǒng)大風車的“頭重腳輕”就變成了麻煩：頂著幾十噸的重物，風一來，整個塔架像被人推著晃，浮動平臺必須做得巨大且昂貴，才能勉強穩(wěn)住。

而垂直軸風機的發(fā)電機在底部，本身就是壓艙石。整個結(jié)構(gòu)像個巨型不倒翁，天然適合漂在海上。像海上風電新勢力 SeaTwirl，就是把發(fā)電機直接放在水線附近，浮臺做得很小。安裝、維護不需要大吊船，成本大幅降低。

更妙的是大風車的“尾流問題”。水平軸風機后面有長長的空氣尾流，一臺風機得隔幾百米才能布下一臺，否則互相影響。而垂直軸風機尾流短、擴散快，同樣一片海域，可以布更多臺，總發(fā)電量反而更高。

所以雖然從“單機效率”看，垂直軸今天還干不過三葉片；但在“深海經(jīng)濟性”上，它有可能實現(xiàn)彎道超車——底盤穩(wěn)、不挑風、便宜好養(yǎng)，這三件事一旦在海上組合起來，就是降維打擊。

所以，下次再看到廚房里的打蛋器，請保持一點敬意。因為當它被放大一千倍扔到海上，可就成了點亮城市的“超級英雄”。