99%的风力发电机长这个样子，三个叶片组成一个叶轮/风轮/转子（Rotor）以及一根塔架。
当然，没有人规定风力发电机的样子。叶片的数目并不一定是3个，叶轮的数目也不一定是一个。
丹麦Vestas的四叶轮机组，中国华能的串列双转子“赛睿号”机组以及明阳即将推出的并列双转子OceanX机组就是典型的例子。
7个叶轮的风力机
如果说叶轮像果实，那塔架就像是植株，当7个叶轮装在一个塔架上时，就好像7个葫芦娃长在一根藤上。塔架：我承受了不该承受的重量。
2014年，希腊的雅典国立科技大学和可再生能源中心的科学家提出了一个7叶轮风力机（~20MW），分别使用涡方法和CFD进行模拟仿真。
按照如右图所示的7个叶轮标号，猜一猜，几号叶轮受到的载荷最大？
答案是3号！Tref是单一风轮受到的轴向载荷，6号和7号在1号的下方，由于风剪切，前方风速更低，因此载荷更小。但是，为什么同一高度的左右两侧叶轮（4号和3号、5号和2号、6号和7号）并不完全相等呢？
简单地说，因为旋转效应，叶轮顺时针旋转，导致左右流场并不完全对称。
水洞实验测试
2023年，挪威西部应用科学大学（Høgskulen p˚a Vestlandet）的科学家把7叶轮的风力机放入水池中进行测试，研究不同叶轮间距（s/d，s为最近间距，d为叶轮直径）的影响。
MR7为7叶轮风力机，ADV声学多普勒测速仪用于测量流速。
叶轮前方的流场
叶轮后方的流场（尾流）
多叶轮风力机中，中心位置的叶轮由于局部阻塞效应而具有更高的推力。叶轮间距减小导致上游流动的局部阻塞效应增加。在远尾流区域，不同叶轮间距的尾流速度亏损规律相似，这表明在风力发电场布局中，具有较大叶轮间距的多叶轮系统可以更紧密地布置。
Vestas为什么要搞多叶轮？
风力机的额定功率和扫风面积直接相关，当风电叶片的尺寸不能继续增加后，增加叶轮数目是一个不错的选择。对于并列双叶轮机组以及传统的单叶轮，即使它们二者具有相同的扫风面积，但发电量也会存在差异，这是由于叶轮之间存在气流的相互诱导关系。
2016年4月，Vestas公司在丹麦DTU Risø校园里安装的一台4叶轮风力机4R-V29（由4台V29-225kW机组拼成），依托于DTU强大的HAWC2气弹软件以及完整的测试设备，研究人员对四叶轮开展了详细的研究工作。
仿真结果显示，在低于额定风速时，由于叶轮的互相作用，4R-V29机组的功率比原本的V29机组高0%–2%，功率曲线测量也表明，4叶轮的功率比单叶轮更高（1.8%±0.2%），这会使年发电量增加1.5%±0.2%，还是非常可观的！
多叶轮的问题
既然在同等扫风面积下，叶轮数目越多，发电效率越高，那拼命增加叶轮数不就可以获得更显著的收益么？于是，挪威公司Wind Catching Systems正在开发一种漂浮式海上风力发电机，一百多个风轮垂直堆叠在300米高的框架结构上，它被命名为“捕风者（Windcatcher）”，密集恐惧症患者慎看！据说，这种风力机的效率是传统机型的5倍。
其实，多叶轮风力机的设计难题并不在气动上，也不在叶片结构上（叶片更短，单位载荷更小，叶片结构安全性更高），而完全集中在整机的气弹-动力学上，对于传统3叶片风力机，为了避免共振风险，往往要绘制坎贝尔图，整机在运行期间要避开3P、6P及9P等频率区间。所以，这个100个叶轮风力机的设计空间极小，即使造出来了，它的疲劳寿命也难以超过1年！
当然，华能的串列双转子赛睿号以及明阳的并列双转子OceanX也存在这个问题，但并不显著，这两种机型还是有许多值得分析和挖掘的特点，我们后续会带来详细的解读，欢迎关注。
参考文献
[1]https://www.dtu.dk/english/news/all-news/nyhed?id=48b71598-430c-492e-bb5b-6754c9a93133
[2] http://icowes2023.com/home/
[3]Chasapogiannis P, Prospathopoulos J, Voutsinas S and Chaviaropoulos T 2014 J Phys Conf Ser 524 012084.
[4] https://www.windcatching.com/
[5]https://en.wind-turbine-models.com/turbines/1459-vestas-multi-rotor-concept
[6]https://news.bjx.com.cn/html/20220930/1258499.shtml
