人们如何利用风能？

当太阳辐射能穿过地球大气层时，大气层吸收的能量约为2×1016瓦，其中一小部分转化为空气的动能。由于热带比极地吸收更多的太阳辐射能量，产生大气压力差，导致空气流动，产生“风”

风能是巨大的。理论上只有1%的风能可以满足人类的能源需求。风能的利用主要是将大气运动的动能转化为其他形式的能量，具体用途包括:风力发电、助航、风车提水、风力加热等。其中，风力发电是最主要的风能利用形式。

风帆和风车

风能的利用已有几千年的历史。最早的使用方法是航海。埃及尼罗河上的帆船和中国的木帆船都有两三千年的历史。唐代有“乘风破浪有时，直挂云帆济沧海”的诗句，可见当时帆船在河运中的广泛应用。最辉煌的航海时代是中国的明朝。14世纪初，中国航海家郑和七下西洋，其庞大的航海船队功不可没。

65，438+0，000多年前，中国人首先发明了风车，用来提水和磨面，代替繁重的体力劳动。公元12世纪，风车从中东传入欧洲。16世纪，荷兰人利用风车排水，与大海争夺土地，在低洼的沙滩上建立国家，逐渐发展成为经济发达的国家。今天，荷兰人把风车视为国宝，北欧国家保留的大量荷兰风车成为人类文明史的见证。

风力发电

从历史上看，由于燃料的缺乏及其在盛行西风带的地理位置，西欧国家受到刺激发展风力发电。

19年底，丹麦人首先研发出风力发电机。1891年，丹麦建成了世界上第一座风力发电站。现在丹麦有3000多台风力涡轮机，年发电量为1000亿千瓦时。

在过去的100年里，世界各地已经成功地开发了各种类型的风力涡轮机。1998年，全球风力发电装机容量达到960万千瓦，全球风力发电达到2100亿千瓦时，可供350万户家庭使用。

风力发电机主要包括水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。其中，水平轴风力机是技术最成熟、产量最多的一种形式。由风轮、增速齿轮箱、发电机、偏航装置、控制系统、塔架等部件组成。风轮将风能转化为机械能，低速旋转的风轮从增速齿轮箱通过传动系统加速，将动力传递给发电机。整个机舱被一座高塔吊了起来。因为风向经常变化，为了有效利用风能，还安装了迎风装置。控制器根据风向传感器测得的风向信号，控制偏航电机驱动与塔架上大齿轮啮合的小齿轮转动，使机舱始终迎风。

在电力不足的地区，为了节省柴油发电的燃料，可以将风力发电和柴油发电互补，形成风柴油互补发电系统。

风电场(简称风电场)是在风能资源较好的场地安装多台大型并网风力发电机，根据地形和主风向排列成阵列，形成集群向电网供电。风力发电机像庄稼一样排列在地面上，所以形象地称为“风场”。风力发电场于20世纪80年代初在加州兴起。目前世界上最大的风电场是洛杉矶附近的特哈查比风电场，装机容量超过50万千瓦，年发电量654.38+0.4亿千瓦时，约占世界风力发电总量的23%。

风力发电的优势可以概括为三点:一是建设风电场的成本低，远低于水电厂、火电厂或核电站；二是无需火力发电所需的煤、油等燃料或核电站所需的核材料即可发电，除日常维护外无其他消耗；第三，风电是一种清洁的天然能源，不存在煤、油、核电伴生的环境污染问题。

中国风能资源丰富，可开发利用的风能资源总量约为2.53亿千瓦。中国最著名的风电场是新疆乌鲁木齐附近的达坂城风电场，总装机容量1.68万千瓦。世纪之交，我国制定了风力发电的长远发展规划，提出了2000年风电装机40 MW以上的目标，为21世纪风电大规模发展奠定了良好的基础。