風(fēng)能是因空氣流動做功而提供給人類的一種可利用的能量，空氣流動具有的動能稱風(fēng)能，空氣流速越快，動能越大。人們可以用風(fēng)車把風(fēng)的動能轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)的動作去推動發(fā)電機，以產(chǎn)生電力，方法是透過傳動軸，將轉(zhuǎn)子（由以空氣動力推動的扇葉組成）的旋轉(zhuǎn)動力傳送至發(fā)電機。
到2008年為止，全世界以風(fēng)力供應(yīng)的電力已超過全世界用量的1%。風(fēng)能雖然對大多數(shù)國家而言還不是主要的能源，但在1999年到2005年之間已經(jīng)成長了四倍以上。[1] 2011年全球風(fēng)能發(fā)電累計238千兆瓦，比2009年增長了21%。[2]
人類利用風(fēng)能的歷史可以追溯到公元前。中國是世界上最早利用風(fēng)能的國家之一。公元前數(shù)世紀(jì)中國人就利用風(fēng)力提水、 灌溉、磨面、舂米，用風(fēng)帆推動船舶前進。到了宋代更是中國應(yīng)用風(fēng)車的全盛時代，當(dāng)時流行的垂直軸風(fēng)車，一直沿用至今。在國外，公元前2世紀(jì)，古波斯人就利用垂直軸風(fēng)車碾米。10世紀(jì)伊斯蘭人用風(fēng)車提水，11世紀(jì)風(fēng)車在中東已獲得廣泛的 應(yīng)用。13世紀(jì)風(fēng)車傳至歐洲，14世紀(jì)已成為歐洲不可缺少的原 動機。在荷蘭風(fēng)車先用于萊茵河三角洲湖地和低濕地的汲水，以后又用于榨油和鋸木。只是由于蒸汽機的出現(xiàn)，才使歐洲風(fēng)車數(shù)目急劇下降。
但數(shù)千年來，風(fēng)能技術(shù)發(fā)展緩慢，沒有引起人們足夠的重視。但自1973年世界石油危機以來，在常規(guī)能源告急和全球生態(tài)環(huán)境惡化的雙重壓力下，風(fēng)能作為新能源的一部分才重新有了長足的發(fā)展。風(fēng)能作為一種無污染和可再生的新能源有著巨大的發(fā)展?jié)摿?，特別是對沿海島嶼，交通不便的邊遠(yuǎn)山區(qū)，地廣人稀的草原牧場，以及遠(yuǎn)離電網(wǎng)和近期內(nèi)電網(wǎng)還難以達(dá)到的農(nóng)村、邊疆，作為解決生產(chǎn)和生活能源的一種可靠途徑，有著十分重要的意義。即使在發(fā)達(dá)國家，風(fēng)能作為一種高效清潔的新能源也日益受到重視，比如：美國能源部就曾經(jīng)調(diào)查過，單是德克薩斯州和南達(dá)科他州兩州的風(fēng)能密度就足以供應(yīng)全美國的用電量。
利用風(fēng)來產(chǎn)生電力所需的成本已經(jīng)降低許多，即使不含其他外在的成本，在許多適當(dāng)?shù)攸c使用風(fēng)力發(fā)電的成本已低于燃油的內(nèi)然機發(fā)電了。2003年美國的風(fēng)力發(fā)電成長就超過了所有發(fā)電機的平均成長率。自2004年起，風(fēng)力發(fā)電更成為在所有新式能源中已是最便宜的了。在2005年風(fēng)力能源的成本已降到1990年代時的五分之一，而且隨著大瓦數(shù)發(fā)電機的使用，下降趨勢還會持續(xù)。[3]
地球吸收的太陽能有1%到3%轉(zhuǎn)化為風(fēng)能，總量相當(dāng)于地球上所有植物通過光合作用吸收太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的50到100倍。上了高空就會發(fā)現(xiàn)風(fēng)的能量，那有時速超過160公里的強風(fēng)。這些風(fēng)的能量最后因和地表及大氣間的摩擦力而以各種熱能方式釋放。
風(fēng)的成因因太陽照射極地和赤道的不均勻使得地表的不受熱；地表溫的速度較海面快；大氣中同溫層如同天花板的效應(yīng)加速了氣體的對流；季節(jié)的變化；科氏效應(yīng)；月亮的反射比率共同形成了風(fēng)。
風(fēng)能提取風(fēng)能可以通過風(fēng)車來提取，當(dāng)風(fēng)吹動風(fēng)輪時，風(fēng)力帶動風(fēng)輪繞軸旋轉(zhuǎn)，使得風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機械能。而風(fēng)能轉(zhuǎn)化量直接與空氣密度、風(fēng)輪掃過的面積和風(fēng)速的平方成正比。
風(fēng)之強弱程度，通常用風(fēng)力等級來表示，而風(fēng)力的等級，可由地面或海面物體被風(fēng)吹動之情形加以估計之。目前國際通用之風(fēng)力估計，系以蒲福風(fēng)力級為標(biāo)準(zhǔn)。蒲福氏為英國海軍上將，于1805年首創(chuàng)風(fēng)力分級標(biāo)準(zhǔn)。先僅用于海上，后亦用于陸上，并屢經(jīng)修訂，乃成今日通用之風(fēng)級。實際風(fēng)速與蒲福風(fēng)級之經(jīng)驗關(guān)系式為：
V= 0.836 * (B^ (3/2))
B為蒲福風(fēng)級數(shù)，V為風(fēng)速（單位：米／秒）
一般而言，風(fēng)力發(fā)電機組起動風(fēng)速為2.5米/秒，臉上感覺有風(fēng)且樹葉搖動情況下，就已開始運轉(zhuǎn)發(fā)電了，而當(dāng)風(fēng)速達(dá)28~34米/秒時，風(fēng)機將會自動偵測停止運轉(zhuǎn)，以降低對受體本身之傷害。
優(yōu)點1.風(fēng)能為潔凈的能量來源。
2.風(fēng)能設(shè)施日趨進步，大量生產(chǎn)降低成本，在適當(dāng)?shù)攸c，風(fēng)力發(fā)電成本已低于發(fā)電機。
3.風(fēng)能設(shè)施多為不立體化設(shè)施，可保護陸地和生態(tài)。
4.風(fēng)力發(fā)電是可再生能源，很環(huán)保。
2012年4月，科學(xué)期刊《自然氣候變化》的研究指出，風(fēng)車發(fā)電廠可致當(dāng)?shù)貧鉁厣仙?.7攝氏度，這一數(shù)字足以影響當(dāng)?shù)靥鞖馀c氣候。研究人員在2003到2011年對德州的大風(fēng)車農(nóng)場周圍的氣溫分析發(fā)現(xiàn)，氣溫升高速度約為0.72攝氏度每10年。大量的熱量來自于農(nóng)場生產(chǎn)生活產(chǎn)生的熱能以及風(fēng)力發(fā)電機的渦輪機組運動產(chǎn)生的機械湍流。[2]
經(jīng)濟價值
利用風(fēng)來產(chǎn)生電力所需的成本已經(jīng)降低許多，即使不含其他外在的成本，在許多適當(dāng)?shù)攸c使用風(fēng)力發(fā)電的成本已低于燃油的內(nèi)然機發(fā)電了。風(fēng)力發(fā)電年增率在2002 年時約25%，現(xiàn)在則是以38%的比例快速成長。2003年美國的風(fēng)力發(fā)電成長就超過了所有發(fā)電機的平均成長率。自2004 年起，風(fēng)力發(fā)電更成為在所有新式能源中已是最便宜的了。在2005 年風(fēng)力能源的成本已降到1990年代時的五分之一，而且隨著大瓦數(shù)發(fā)電機的使用，下降趨勢還會持續(xù)。
西班牙
位于西班牙東北方Aragon的La Muela，總面積為143.5平方公里。1980年起，新任市長看好充沛的東北風(fēng)資源而極力推動風(fēng)力發(fā)電。近20年來，已陸續(xù)建造450座風(fēng)機（額定容量為237MW），為地方帶來豐富的利益。當(dāng)?shù)卣⒔璐艘?guī)劃完善的市鎮(zhèn)福利，吸引了許多人移居至此，短短5年內(nèi)，居民已由4,000人增加到12,000人。La Muela已由不知名的荒野小鎮(zhèn)變成眾所皆知的觀光休閑好去處。
法國
另法國西北方的Bouin原本以臨海所產(chǎn)之蚵及海鹽著名，2004年7月1日起，8座風(fēng)力發(fā)電機組正式運轉(zhuǎn)，這8座風(fēng)機與蚵、海鹽三項，同時成為此鎮(zhèn)之觀光特色，吸引大批游客從各地涌進參觀，帶來豐沛的觀光收入。
前十個風(fēng)力發(fā)電量國家（2010年)
①水平軸風(fēng)電機組技術(shù)。因為水平軸風(fēng)電機組具有風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率高、轉(zhuǎn)軸較短在大型風(fēng)電機組上更突顯了經(jīng)濟性等優(yōu)點，使它成為世界風(fēng)電發(fā)展的主流機型，并占有95%以上的市場份額。同期發(fā)展的垂直軸風(fēng)電機組，因為轉(zhuǎn)軸過長、風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率不高，啟動、停機和變槳困難等問題，目前（截至2012年）市場份額很小、應(yīng)用數(shù)量有限，但由于它的全風(fēng)向?qū)︼L(fēng)和變速裝置及發(fā)電機可以置于風(fēng)輪下方（或地面）等優(yōu)點，近年（截至2012年）來，國際上的相關(guān)研究和開發(fā)也在不斷進行并取得一定進展。
②風(fēng)電機組單機容量持續(xù)增大，利用效率不斷提高。近年來（截至2012年），世界風(fēng)電市場上風(fēng)電機組的單機容量持續(xù)增大，世界主流機型已經(jīng)從2000年的500~1000千瓦增加到2004年的2~3兆瓦，目前（截至2012年）世界上運行的最大風(fēng)電機組單機容量為5兆瓦，并已開始10兆瓦級風(fēng)機的設(shè)計與研發(fā)。
③海上風(fēng)電技術(shù)成為發(fā)展方向。目前（截至2012年）建設(shè)海上風(fēng)電場的造價師陸地風(fēng)電場的1.7~2倍，而發(fā)電量則是路上風(fēng)電場的1.4倍，所以其經(jīng)濟性仍不如陸地風(fēng)電場，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，海上風(fēng)電的成本會不斷降低，其經(jīng)濟性也會逐漸凸顯。
④變槳變速、功率調(diào)節(jié)結(jié)束得到廣泛采用。由于變槳距功率調(diào)節(jié)方式具有載荷控制平穩(wěn)、安全和高效等優(yōu)點，在大型風(fēng)電機組上得到了廣泛采用。
⑤直驅(qū)式、全功率變流技術(shù)得到迅速發(fā)展。無齒輪箱的直取方式能有效地減少由于齒輪箱問題而造成的機組故障，可有效提高系統(tǒng)的運行可靠性和壽命，減少維護成本，因而得到了市場的青睞，市場份額不斷擴大。
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