小型風力發電機組的垂直軸風力機葉片設計過去是基于水平軸的設計方法，依靠葉片單元理論。由于垂直軸風力機的流動比水平軸更加復雜，是典型的大分離非定常流動，不適合用葉素理論進行分析和設計，這也是垂直軸風力機長期發展的重要原因。

小型風力發電機的風能利用率

大型水平軸風力機的風能利用率大多由葉片設計師計算，一般在40%以上。如前所述，由于設計方法本身的缺陷，計算風能利用率的準確性值得懷疑。當然，風力發電廠的風力發電機組的風電功率曲線是根據測得的風速和輸出功率繪制的，但此時的風速是風輪后部的風速計測得的風速。

應用修正方法后，橫軸風能利用率將降低30%~50%。關于小型水平軸風力發電機組的風能利用率，中國空氣動力學研究開發中心已經做了相關的風洞實驗，實測利用率在23%-29%之間。

當小型風力發電機的葉片旋轉一次時，會受到慣性力和重力的影響。慣性力的方向隨時變化，而重力的方向不變，所以葉片承受交變載荷，對葉片的疲勞強度非常不利。此外，水平軸發電機都放置在幾十米的高度，給發電機的安裝、維護和檢修帶來了很多不便。

垂直軸風輪葉片在旋轉過程中的受力情況要比水平軸風輪好得多。由于慣性力和重力方向始終不變，承受恒定載荷，所以疲勞壽命比水平軸風輪長。同時，垂直軸的發電機可以放置在風輪的下部或地面上，便于安裝和維護。