西门子和通用电气都在研发直接传动发电机。

　　风力涡轮机制造商关注的焦点正在从行业标准的变速箱和发电机转向增加可靠性和降低风力发电的成本。

　　电力环：这个3兆瓦的风力涡轮机使用了永久磁铁和一个能让其比传统的齿轮涡轮机轻得多的设计。

　　从数量上说，西门子是世界上最大的涡轮机制造商，它已经开始销售使用了直接传动系统，以低速发电机替代传统的高速发电机的3兆瓦的涡轮机，这样就不再需要变速箱。3月，通用电气宣布在制造设备上投资3.4亿欧元，以制造自己的4兆瓦的直接传动涡轮机，用于海上风场。

　　多数观察家认为，风电行业向直接传动涡轮机的转移是对高度宣扬的变速箱故障的回应。但是西门子风力发电项目的首席技术官亨利克?斯蒂尔斯达尔（Henrik Stiesdal）表示变速箱的问题被夸大了。他说西门子采用直接传动是把它作为一种以较低成本生产更多能量的方式。“通过直接传动，涡轮机可以更具竞争力，” 斯蒂尔斯达尔说。

　　西门子的计划基于一种新的能减少系统发电机质量的设计。在传统的风力涡轮机中，变速箱把风动转子的速度提高了几百倍，这从根本上减小了所需发电机的大小。直接传动发电机的运行速度与涡轮机的叶片一致，因此西门子的3兆瓦涡轮机的直径必须大4米。但是，西门子宣称其涡轮机的整个发动机质量只有73千克——比功率更低、由变速箱驱动的2.3兆瓦的涡轮机轻12千克。

　　减少的质量大部分来自发电机转子中的永久磁铁——通用电气也用了这一技术。传统的涡轮机发电机使用的是电磁铁——发电机本身为铜线圈供电。荷兰代尔夫特理工大学的永磁发电机专家亨克?波林德（Henk Polinder）表示，一段15毫米厚的永磁铁与10～15厘米的铜线圈所产生的磁场相当。

　　斯蒂尔斯达尔表示西门子还通过反相发电机的设计进一步减小了质量。西门子的转子是一个内部有永久磁铁的钢筒，转子绕着一个圆柱状的定子旋转，而不是覆盖在静止圆环状定子中旋转的永久磁铁的钢转子（通用电气在其4兆瓦直接传动涡轮机中运用了这一设计）。

　　12月，西门子在丹麦的布兰德建造了机器原型，并计划在今年再安装10个，主要是在丹麦，然后于2011年开始批量生产。去年通用电气通过收购挪威的涡轮机生产商ScanWind获得的技术已经在挪威的试验场进行测试，将于2012年将其4兆瓦的机器商业化。

　　前面还有更多的竞争。风险投资公司恩颐投资（New Enterprise Associates）正在资助一个总部设在科罗拉多州博尔德的新公司Boulder Wind Power，它正在研发一个1.5兆瓦的直接传动涡轮机。该公司于2009年12月由桑迪亚?巴特菲尔德（Sandy Butterfield）创建，他是美国国家可再生能源实验室（National Renewable Energy Laboratory）风能技术中心的总工程师，在那儿，他领导了一项变速箱设计程序的重要研究。

　　变速箱故障是否是整个行业的问题仍然具有争议。美国国家可再生能源实验室的研究开始于2007年，当时出现几个故障：总部设在美国的Clipper风能公司（Clipper Windpower），在纽约州的拉克万纳风场安装第一个2.5兆瓦涡轮机的几个月里，出现了严重的变速箱问题；而维斯塔斯风力系统公司（Vestas Wind Systems）在英国的海上肯特平原（Kentish Flats）风场的30个涡轮机的变速箱在运行仅两年后，不得不替换。美国国家可再生能源实验室得出结论，大多数风力涡轮机的变速箱将在“远早于”设计寿命20年的时候出现故障。

　　斯蒂尔斯达尔表示，西门子自身的研究表明，整体来说变速箱是相当可靠的。2008年的一项分析表明西门子从1983年到1989年间在美国安装的机器中，“绝大多数”仍然在使用最初的变速箱。但是他仍然希望组成部分只有传统涡轮机一半的直接传动系统能增加可靠性。

　　但是，直接传动系统也带来了一个潜在的问题。人们担心用来制造永磁铁的稀土金属的未来供应情况。“那是一个严峻的问题，” 斯蒂尔斯达尔表示。