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風(fēng)能(wind energy)是因空氣流做功而提供給人類的一種可利用的能量，屬于可再生能源（包括水能，生物能等）?？諝饬骶哂械膭幽芊Q風(fēng)能?？諝饬魉僭礁?，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(jī)，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(jī)。到2008年為止，全世界以風(fēng)力產(chǎn)生的電力約有 94.1 百萬千瓦，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。

現(xiàn)代利用渦輪葉片將氣流的機(jī)械能轉(zhuǎn)為電能而成為發(fā)電機(jī)。在中古與古代則利用風(fēng)車將收集到的機(jī)械能用來磨碎谷物和抽水。

風(fēng)力被使用在大規(guī)模風(fēng)農(nóng)場和一些供電被被隔絕的地點(diǎn)，為當(dāng)?shù)氐纳詈桶l(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。

風(fēng)能量是豐富、近乎無盡、廣泛分布、干凈與緩和溫室效應(yīng)。 存在地球表面一定范圍內(nèi)。經(jīng)過長期測量，調(diào)查與統(tǒng)計(jì)得出的平均風(fēng)能密度的概況稱該范圍內(nèi)能利用的依據(jù)，通常以能密度線標(biāo)示在地圖上。

人類利用風(fēng)能的歷史可以追溯到西元前，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(jī)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。

風(fēng)是地球上的一種自然現(xiàn)象，它是由太陽輻射熱引起的。太陽照射到地球表面，地球表面各處受熱不同，產(chǎn)生溫差，從而引起大氣的對流運(yùn)動形成風(fēng)。風(fēng)能就是空氣的動能，風(fēng)能的大小決定于風(fēng)速和空氣的密度。全球的風(fēng)能約為2.74X109MW，其中可利用的風(fēng)能為2X107MW，比地球上可開發(fā)利用的水能總量還要大10倍?？諝饬鲃铀纬傻膭幽芗盀轱L(fēng)能。風(fēng)能是太陽能的一種轉(zhuǎn)化形式。太陽的輻射造成地球表面受熱不均，引起大氣層中壓力分布不均，空氣沿水平方向運(yùn)動形風(fēng)。風(fēng)的形成乃是空氣流動的結(jié)果。

據(jù)估計(jì)到達(dá)地球的太陽能中雖然只有大約2%轉(zhuǎn)化為風(fēng)能，但其總量仍是十分可觀的。全球的風(fēng)能約為1300億千瓦，比地球上可開發(fā)利用的水能總量還要大10倍。

人類利用風(fēng)能的歷史可以追溯到公元前。古埃及、中國、古巴比倫是世界上最早利用風(fēng)能的國家之一。公元前利用風(fēng)力提水、灌溉、磨面、舂米，用風(fēng)帆推動船舶前進(jìn)。由于石油短缺，現(xiàn)代化帆船在近代得到了極大的重視。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(jī)。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(jī)的出現(xiàn)，才使歐洲風(fēng)車數(shù)目急劇下降。

數(shù)千年來，風(fēng)能技術(shù)發(fā)展緩慢，也沒有引起人們足夠的重視。但自1973年世界石油危機(jī)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。

美國早在1974年就開始實(shí)行聯(lián)邦風(fēng)能計(jì)劃。其內(nèi)容主要是：評估國家的風(fēng)能資源；研究風(fēng)能開發(fā)中的社會和環(huán)境問題；改進(jìn)風(fēng)力機(jī)的性能，降低造價；主要研究為農(nóng)業(yè)和其他用戶用的小于100kw的風(fēng)力機(jī)；為電力公司及工業(yè)用戶設(shè)計(jì)的兆瓦級的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。美國已于80年代成功地開發(fā)了100、200、2000、

2500、6200、7200kw的6種風(fēng)力機(jī)組。目前美國已成為世界上風(fēng)力機(jī)裝機(jī)容量最多的國家，超過2X104MW，每年還以10%的速度增長。

現(xiàn)在世界上最大的新型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組已在夏威夷島建成運(yùn)行，其風(fēng)力機(jī)葉片直徑為97.5m，重144t，風(fēng)輪迎風(fēng)角的調(diào)整和機(jī)組的運(yùn)行都由計(jì)算機(jī)控制，年發(fā)電量達(dá)1000萬kw·h。根據(jù)美國能源部的統(tǒng)計(jì)至1990年美國風(fēng)力發(fā)電已占總發(fā) 電量的1%。 在瑞典、荷蘭、英國、丹麥、德國、日本、西班牙，也根據(jù)各自國家的情況制定了相應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電計(jì)劃。如瑞典1990年風(fēng)力機(jī)的裝機(jī)容量已達(dá)350MW，年發(fā)電10億kw·h。

丹麥在1978年即建成了日德蘭風(fēng)力發(fā)電站，裝機(jī)容量2000kw，三片風(fēng)葉的掃掠直徑為54m，混凝土塔高58m，預(yù)計(jì)到2005年電力需求量的10%將來源于風(fēng)能。德國1980年就在易北河口建成了一座風(fēng) 力電站，裝機(jī)容量為3000kw，到本世紀(jì)末風(fēng)力發(fā)電也將占總發(fā)電量的8%。英國，英倫三島瀕臨海洋，風(fēng)能十分豐富，政府對風(fēng)能開發(fā)也十分重視，到1990年風(fēng)力發(fā)電已占英國總發(fā)電量的2%。

在日本， 1991年10月輕津海峽青森縣的日本最大的風(fēng)力發(fā)電站投人運(yùn)行，5臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)可為700戶家庭提供電力。中國位于亞洲大陸東南、瀕臨太平洋西岸，季風(fēng)強(qiáng)盛。季風(fēng)是中國氣候的基本特征，如冬季季風(fēng)在華北長達(dá)6個月，東北長達(dá)7個月。東南季風(fēng)則遍及中國的東半壁。根據(jù)國家氣象局估計(jì)，全國風(fēng)力資源的總儲量為每年16億kw，近期可開發(fā)的約為1．6億kw，內(nèi)蒙古、青海、黑龍江、甘肅等省風(fēng)能儲量居中國前列，年平均風(fēng)速大于3m/s的天數(shù)在200天以上。

中國風(fēng)力機(jī)的發(fā)展，在50年代末是各種木結(jié)構(gòu)的布篷式風(fēng)車，1959年僅江蘇省就有木風(fēng)車20多萬臺。到60年代中期主要是發(fā)展風(fēng)力提水機(jī)。70年代中期以后風(fēng)能開發(fā)利用列入“六五”國家重點(diǎn)項(xiàng)目，得到迅速發(fā)展。進(jìn)入80年代中期以后，中國先后從丹麥、比利時、瑞典、美國、德國引進(jìn)一批中、大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。在新疆、內(nèi)蒙古的風(fēng)口及山東、浙江、福建、廣東的島嶼建立了8座示范性風(fēng)力發(fā)電場。1992年裝機(jī)容量已達(dá)8MW。新疆達(dá)坂城的風(fēng)力發(fā)電場裝機(jī)容量已達(dá)3300kw，是全國目前最大的風(fēng)力發(fā)電場。至1990年底全國風(fēng)力提水的灌溉面積已達(dá)2．58萬畝。1997年新增風(fēng)力發(fā)電10萬kw。目前中國已研制出100多種不同型式、不同容量的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，并初步形成了風(fēng)力機(jī)產(chǎn)業(yè)。盡管如此，與發(fā)達(dá)國家相比，中國風(fēng)能的開發(fā)利用還相當(dāng)落后，不但發(fā)展速度緩慢而且技術(shù)落后，遠(yuǎn)沒有形成規(guī)模。在進(jìn)入21世紀(jì)時，中國應(yīng)在風(fēng)能的開發(fā)利用上加大投入力度，使高效清潔的風(fēng)能能在中國能源的格局中占有應(yīng)有的地。

全球風(fēng)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷經(jīng)了幾次興衰交替終于峰回路轉(zhuǎn)，將要迎來新一輪的熱潮。

2013年對于全球風(fēng)能產(chǎn)業(yè)來說無疑是個打擊，但其中也不乏可圈可點(diǎn)之處。

在美國，風(fēng)能產(chǎn)業(yè)最繁盛的當(dāng)屬德克薩斯州，這里已經(jīng)擁有了1.24萬兆瓦的風(fēng)電裝機(jī)量。風(fēng)能對該州電網(wǎng)的貢獻(xiàn)也與日俱增。

中國，在2010年已經(jīng)實(shí)現(xiàn)超越美國的風(fēng)電產(chǎn)能，成為世界規(guī)模最大的風(fēng)能生產(chǎn)國。中國還計(jì)劃新增39兆瓦的海上風(fēng)電開發(fā)規(guī)模。

此外，在亞洲其他地區(qū)，風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目也都在如火如荼地進(jìn)行。如巴基斯坦，2013年的風(fēng)電裝機(jī)總量比2012年增加1倍，增至100兆瓦，隨著2014年上線的兩個50兆瓦的風(fēng)能項(xiàng)目落實(shí)，裝機(jī)總量將會再翻一番。同樣，泰國也在2013年使本國風(fēng)電裝機(jī)總量增加1倍,達(dá)到220兆瓦。而菲律賓在2014年竣工的7個項(xiàng)目，把該國的風(fēng)電裝機(jī)產(chǎn)能擴(kuò)大到了450兆瓦的，增長達(dá)13倍之多。

可見，經(jīng)過2013年的蟄伏，還有2014年的蓄力，全球風(fēng)能產(chǎn)業(yè)將再次迎來發(fā)展的熱潮，甚至創(chuàng)造出新的紀(jì)錄。^[2]?

風(fēng)能利用形式主要是將大氣運(yùn)動時所具有的動能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。風(fēng)就是水平運(yùn)動的空氣，空氣產(chǎn)生運(yùn)動，主要是由于地球上各緯度所接受的太陽輻射強(qiáng)度不同而形成的。在赤道和低緯度地區(qū)，太陽高度角大，日照時間長，太陽輻射強(qiáng)度強(qiáng)，地面和大氣接受的熱量多、溫度較高；在高緯度地區(qū)太陽高度角小，日照時間短，地面和大氣接受的熱量小，溫度低。這種高緯度與低緯度之間的溫度差異，形成了中國南北之間的氣壓梯度，使空氣作水平運(yùn)動。

理論上風(fēng)應(yīng)沿水平氣壓梯度方向吹，即垂直與等壓線從高壓向低壓吹，但是地球在自轉(zhuǎn)，使空氣水平運(yùn)動發(fā)生偏向的力，稱為地轉(zhuǎn)偏向力，這種力使北半球氣流向右偏轉(zhuǎn)，南半球向左偏轉(zhuǎn)，所以地球大氣運(yùn)動除受氣壓梯度力外，還受地轉(zhuǎn)偏向力的影響。大氣真實(shí)運(yùn)動是這兩力的合力。實(shí)際上，地面風(fēng)不僅受這兩個力的支配，而且在很大程度上受海洋、地形的影響，山隘和海峽能改變氣流運(yùn)動的方向，還能使風(fēng)速增大，而丘陵、山地卻磨擦大使風(fēng)速減少，孤立山峰卻因海拔高使風(fēng)速增大。 因此，風(fēng)向和風(fēng)速的時空分布較為復(fù)雜。比如海陸差異對氣流運(yùn)動的影響，在冬季，大陸比海洋冷，大陸氣壓比海洋高，風(fēng)從大陸吹向海洋；夏季相反，大陸比海洋熱，風(fēng)從海洋吹向內(nèi)陸。這種隨季節(jié)轉(zhuǎn)換的風(fēng)，我們稱為季風(fēng)。

所謂的海陸風(fēng)也是白晝時，大陸上的氣流受熱膨脹上升至高空流向海洋，到海洋上空冷卻下沉，在近地層海洋上的氣流吹向大陸，補(bǔ)償大陸的上升氣流，低層風(fēng)從海洋吹向大陸稱為海風(fēng)，夜間（冬季）時，情況相反，低層風(fēng)從大陸吹向海洋，稱為陸風(fēng)。 在山區(qū)由于熱力原因引起的白天由谷地吹向平原或山坡，夜間由平原或山坡吹向谷底，前者稱谷風(fēng)，后者稱為山風(fēng)。這是由于白天山坡受熱快，溫度溫度高于山谷上方同高度的空氣溫度，坡地上的暖空氣從山坡流向谷地上方，谷地的空氣則沿著山坡向上補(bǔ)充流失的空氣，這時由山谷吹向山坡的風(fēng)，稱為谷風(fēng)。夜間，山坡因輻射冷卻，其降溫速度比同高度的空氣較快，冷空氣沿坡地向下流入山谷，稱為山風(fēng)。

當(dāng)太陽輻射能穿越地球大氣層時，大氣層約吸收2*10^16W的能量，其中一小部分轉(zhuǎn)變成空氣的動能。因?yàn)闊釒П葋啛釒蛰^多的太陽輻射能，產(chǎn)生大氣壓力差導(dǎo)致空氣流動而產(chǎn)生風(fēng)。至于局部地區(qū)，例如，在高山和深谷，在白天，高山頂上空氣受到陽光加熱而上升，深谷中冷空氣取而代之，因此，風(fēng)由深谷吹向高山；夜晚，高山上空氣散熱較快，于是風(fēng)由高山吹向深谷。另一例子，如在沿海地區(qū)，白天由于陸地與海洋的溫度差，而形成海風(fēng)吹向陸地；反之，晚上由陸地吹向海上。

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，那兒有時速超過160公里 (100 英哩160 km/h 100 mph)的強(qiáng)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，形成了風(fēng)。

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(jī)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?？諝獾馁|(zhì)流穿越風(fēng)輪掃過的面積，隨著風(fēng)速以及空氣的密度而變化。舉例來說，在15°C (59°F)的涼爽日子里，海平面空氣密度為每立方米 1.22 公斤（當(dāng)濕度增加時空氣密度會降低）。當(dāng)風(fēng)以秒速8米吹過直徑一百米的轉(zhuǎn)輪時，每秒能夠使1,000,000,000公斤的空氣穿越風(fēng)輪掃過的面積。

指定質(zhì)量的動能與其速率之平方成正比。因?yàn)橘|(zhì)流與風(fēng)速呈線性增加，對風(fēng)輪有效用的風(fēng)能將會與風(fēng)速的立方成正比；本例子中風(fēng)吹送風(fēng)輪的功率，大約為2.5百萬瓦特。

因?yàn)轱L(fēng)渦輪提取能量，空氣減速，導(dǎo)致它對傳播并且在風(fēng)渦輪附近在某種程度上牽制它。德國物理學(xué)家，阿爾伯特Betz， 1919年確定風(fēng)渦輪可能提取至多將否則流經(jīng)渦輪的橫斷面的59%能量。 不管渦輪的設(shè)計(jì)， Betz極限申請。 最近的工作在一個理論極限大約30%旁邊為推進(jìn)器類型turbines。實(shí)際效率從1%范圍到20%為推進(jìn)器類型渦輪，并且是一樣高像35%為三維垂直軸渦輪像 Darrieus 或Gorlov渦輪。

有風(fēng)變化，并且平均值為一個被測量的地點(diǎn)單獨(dú)不表明風(fēng)渦輪可能導(dǎo)致那里的相當(dāng)數(shù)量能量。 要估計(jì)風(fēng)速風(fēng)土學(xué)在一個特殊地點(diǎn)，概率分布作用經(jīng)常適合到被觀察的數(shù)據(jù)。 不同的地點(diǎn)將有不同的風(fēng)速發(fā)行。最頻繁用于的發(fā)行模型塑造風(fēng)速風(fēng)土學(xué)是二參量 Weibull distribution 因?yàn)樗芤勒崭鞣N各樣的發(fā)行形狀，從高斯到指數(shù)。Rayleigh 塑造，例子，其中被密謀在右邊反對實(shí)際被測量的數(shù)據(jù)集，是形狀參量合計(jì)2 Weibull作用的一個具體形式和非常嚴(yán)密反映每小時風(fēng)速的實(shí)際發(fā)行在許多地點(diǎn)。由于許多電能是由高風(fēng)速所產(chǎn)生，可用的能量多來自瞬間大的風(fēng)速。一大半可用的能量,卻只有占運(yùn)作時間的15%.所以無法像使用燃料的火力發(fā)電廠，可以依照用電需求來調(diào)整發(fā)電量。 由于風(fēng)速并非常數(shù),風(fēng)力發(fā)電整年的發(fā)電量不是標(biāo)示的發(fā)電率乘上所有的運(yùn)轉(zhuǎn)時間(一年內(nèi)).實(shí)際產(chǎn)生的值與理論值(最大值)稱為容量因子。安裝良好的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其容量因子可達(dá)35%.跟一般使用燃料的發(fā)電廠的渦輪機(jī)相比,標(biāo)示1000kW的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，每年可發(fā)的電量最多到350kW.短時間的輸出功率是難以預(yù)測,但每年發(fā)電量的變化應(yīng)該幾個百分比之內(nèi)。 當(dāng)儲藏，如此的關(guān)于用唧筒抽水水力電氣的儲藏， 或其他形式的世代被用來 "塑造 "風(fēng)力量 （借著保證持續(xù)的遞送可信度），商業(yè)的遞送代表大約 25% 的費(fèi)用增加,屈從的有活力的商業(yè)表現(xiàn)。

風(fēng)之強(qiáng)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(jì)之。目前國際通用之風(fēng)力估計(jì)，系以蒲福風(fēng)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(shí)際風(fēng)速與蒲福風(fēng)級之經(jīng)驗(yàn)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(jī)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(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電了，而當(dāng)風(fēng)速達(dá)28~34米/秒時，風(fēng)機(jī)將會自動偵測停止運(yùn)轉(zhuǎn)，以降低對受體本身之傷害。

風(fēng)能為潔凈的能量來源。風(fēng)能設(shè)施日趨進(jìn)步，大量生產(chǎn)降低成本，在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)，風(fēng)力發(fā)電成本已低于其它發(fā)電機(jī)。

風(fēng)能設(shè)施多為不立體化設(shè)施，可保護(hù)陸地和生態(tài)。^[3]?

風(fēng)力發(fā)電是可再生能源，很環(huán)保，很潔凈。

風(fēng)力發(fā)電節(jié)能環(huán)保。

風(fēng)力發(fā)電在生態(tài)上的問題是可能干擾鳥類，如美國堪薩斯州的松雞在風(fēng)車出現(xiàn)之后已漸漸消失。目前的解決方案是離岸發(fā)電，離岸發(fā)電價格較高但效率也高。

在一些地區(qū)、風(fēng)力發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性不足：許多地區(qū)的風(fēng)力有間歇性，更糟糕的情況是如臺灣等地在電力需求較高的夏季及白日、是風(fēng)力較少的時間；必須等待壓縮空氣等儲能技術(shù)發(fā)展。^[4]?

風(fēng)力發(fā)電需要大量土地興建風(fēng)力發(fā)電場，才可以生產(chǎn)比較多的能源。

進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電時，風(fēng)力發(fā)電機(jī)會發(fā)出龐大的噪音，所以要找一些空曠的地方來興建。

現(xiàn)在的風(fēng)力發(fā)電還未成熟，還有相當(dāng)發(fā)展空間。

風(fēng)能利用存在一些限制及弊端

1)風(fēng)速不穩(wěn)定，產(chǎn)生的能量大小不穩(wěn)定；

2)風(fēng)能利用受地理位置限制嚴(yán)重；

3)風(fēng)能的轉(zhuǎn)換效率低；

4)風(fēng)能是新型能源,相應(yīng)的使用設(shè)備也不是很成熟。

5)在地勢比較開闊，障礙物較少的地方或地勢較高的地方適合用風(fēng)力發(fā)電。

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(diǎn)使用風(fēng)力發(fā)電的成本已低于燃油的內(nèi)燃機(jī)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(jī)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(jī)的使用，下降趨勢還會持續(xù)。

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(jī)（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。

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(jī)組正式運(yùn)轉(zhuǎn)，這8座風(fēng)機(jī)與蚵、海鹽三項(xiàng)，同時成為此鎮(zhèn)之觀光特色，吸引大批游客從各地涌進(jìn)參觀，帶來豐沛的觀光收入。

臺灣的苗栗縣后龍鎮(zhèn)好望角因位處濱海山丘制高點(diǎn)，早年就是眺望臺灣海峽的好去處，近幾年外商在鄰近區(qū)域，設(shè)置了21座高100米的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，形成美不勝收的景致。該公司在2003年，看中苗栗沿海冬天強(qiáng)勁東北季風(fēng)，著手在后龍、竹南等地設(shè)立風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其中后龍成立了大鵬風(fēng)力發(fā)電場，建置21座風(fēng)機(jī)，發(fā)電總裝置容量達(dá)4.2萬瓩，是目前全臺容量最大的風(fēng)場，2006年6月竣工啟用后，儼然成為觀光新景點(diǎn)，吸引不少人前往探訪。好望角位在半天寮頂端居高臨下，向北可看到4、5座風(fēng)機(jī)，往南也可望見3、4座風(fēng)機(jī)，加上海線鐵路從山下行經(jīng)，面臨寬闊的臺灣海峽，風(fēng)景相當(dāng)引人入勝，也成為欣賞風(fēng)力發(fā)電機(jī)最佳景點(diǎn)之一。

①水平軸風(fēng)電機(jī)組技術(shù)。因?yàn)樗捷S風(fēng)電機(jī)組具有風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率高、轉(zhuǎn)軸較短在大型風(fēng)電機(jī)組上更突顯了經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn)，使它成為世界風(fēng)電發(fā)展的主流機(jī)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(jī)組，因?yàn)檗D(zhuǎn)軸過長、風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率不高，啟動、停機(jī)和變槳困難等問題，目前市場份額很小、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(jī)可以置于風(fēng)輪下方（或地面）等優(yōu)點(diǎn)，近年來，國際上的相關(guān)研究和開發(fā)也在不斷進(jìn)行并取得一定進(jìn)展。

②風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量持續(xù)增大，利用效率不斷提高。近年來，世界風(fēng)電市場上風(fēng)電機(jī)組的單機(jī)容量持續(xù)增大，世界主流機(jī)型已經(jīng)從2000年的500~1000千瓦增加到2004年的2~3兆瓦，目前世界上運(yùn)行的最大風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量為5兆瓦，并已開始10兆瓦級風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)與研發(fā)。

③海上風(fēng)電技術(shù)成為發(fā)展方向。目前建設(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(jì)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(jì)性也會逐漸凸顯。

④變槳變速、功率調(diào)節(jié)技術(shù)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(diǎn)，今年來在大型風(fēng)電機(jī)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(jī)組故障，可有效提高系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性和壽命，減少維護(hù)成本，因而得到了市場的青睞，市場份額不斷擴(kuò)大。

⑥新型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。它采取了完全不同的設(shè)計(jì)理念，并采用了新型結(jié)構(gòu)和材料，達(dá)到微風(fēng)啟動、無噪聲、抗12級以上臺風(fēng)、不受風(fēng)向影響等優(yōu)良性能，可以大量用于別墅、多層及高層建筑、路燈等中小型應(yīng)用場合。以它為主建立的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，具有電力輸出穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)性高、對環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)，也解決了太陽能發(fā)展中對電網(wǎng)的沖擊等影響。^[5]?

風(fēng)力發(fā)電自80年代開始受到歐美各國重視以來，至今全球風(fēng)電發(fā)電量以每年30%的驚人速度快速成長。世界各國的再生能源推動制度，主要可分為：

固定電價系統(tǒng)（fixed-price systems）：由政府制訂再生能源優(yōu)惠收購電價，由市場決定數(shù)量。其主要之方式包括：

1.設(shè)備補(bǔ)助（investment subsidies）：丹麥、德國及西班牙等在風(fēng)力發(fā)電發(fā)展初期，皆采行設(shè)備補(bǔ)助的方式

2.固定收購價格（fixed feed-in tariffs）：德國、丹麥及西班牙

3.固定補(bǔ)貼價格（fixed-premium systems）

4.稅賦抵減（tax credits）：美國

固定電量系統(tǒng)（fixed quantity systems ）：又稱再生能源配比系統(tǒng)（renewable-quota system ，美國稱為 Renewable Portfolio Standard），由政府規(guī)定再生能源發(fā)電量，由市場決定價格。其主要之方式包括：

1.競比系統(tǒng)（tendering systems）：英國、愛爾蘭及法國

2.可交易綠色憑證系統(tǒng)（tradable green certificate systems）：英國、瑞典、比利時、意大利及日本

兩種推動制度之用意為形成保護(hù)市場，透過政府的力量讓再生能源于電力市場上更具投資效益，而其最終目的為提升技術(shù)與降低成本，以確保再生能源未來能于自由市場中與傳統(tǒng)能源競爭。

德意志銀行最新發(fā)布的研究報告預(yù)計(jì)，全球風(fēng)電發(fā)展正在進(jìn)入一個迅速擴(kuò)張的階段，風(fēng)能產(chǎn)業(yè)將保持每年20%的增速，到2015年時，該行業(yè)總產(chǎn)值將增至目前水平的5倍。

從目前的技術(shù)成熟度和經(jīng)濟(jì)可行性來看，風(fēng)能最具競爭力。從中期來看，全球風(fēng)能產(chǎn)業(yè)的前景相當(dāng)樂觀，各國政府不斷出臺的可再生能源鼓勵政策，將為該產(chǎn)業(yè)未來幾年的迅速

發(fā)展提供巨大動力。

根據(jù)預(yù)計(jì)，未來幾年亞洲和美洲將成為最具增長潛力的地區(qū)。中國的風(fēng)電裝機(jī)容量將實(shí)現(xiàn)每年30%的高速增長，印度風(fēng)能也將保持每年23%的增長速度。印度鼓勵大型企業(yè)進(jìn)行投資發(fā)展風(fēng)電，并實(shí)施優(yōu)惠政策激勵風(fēng)能制造基地，目前印度已經(jīng)成為世界第5大風(fēng)電生產(chǎn)國。而在美國，隨著新能源政策的出臺，風(fēng)能產(chǎn)業(yè)每年將實(shí)現(xiàn)25%的超常發(fā)展。在歐洲，德國的風(fēng)電發(fā)展處于領(lǐng)先地位，其中風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)已經(jīng)取代汽車制造業(yè)和造船業(yè)。在近期德國制定的風(fēng)電發(fā)展長遠(yuǎn)規(guī)劃中指出，到2025年風(fēng)電要實(shí)現(xiàn)占電力總用量的25%，到2050年實(shí)現(xiàn)占總用量50%的目標(biāo)。

而一直以來在風(fēng)能領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位的歐洲國家增長速度將放慢，預(yù)計(jì)在2015年前將保持每年15%的增長速度。其中最早發(fā)展風(fēng)能的國家如德國、丹麥等陸上風(fēng)電場建設(shè)基本趨于飽和，下一步主要發(fā)展方向是海上風(fēng)電場和設(shè)備更新。英國、法國等國仍有較大潛力，增長速度將高于15%的平均水平。

目前，德國仍然是全球風(fēng)電技術(shù)最為先進(jìn)的國家。德國風(fēng)電裝機(jī)容量占全球的28%，而德國風(fēng)電設(shè)備生產(chǎn)總額占到全球市場的37%。在國內(nèi)市場逐漸飽和的情況下，出口已成為德國風(fēng)電設(shè)備公司的主要增長點(diǎn)。

德國政府將通過價格補(bǔ)貼等手段支持該行業(yè)通過技術(shù)創(chuàng)新保持領(lǐng)頭羊地位。今年，德國將再次修訂《可再生能源法》，將海上風(fēng)電場入網(wǎng)補(bǔ)貼價格從每千瓦時9.1歐分提高到14歐分。

在中國，2006年國家發(fā)改委會、科技部、財政部等8部門聯(lián)合出臺了《“十一五”十大重點(diǎn)節(jié)能工程實(shí)施意見》。依據(jù)十項(xiàng)節(jié)能重點(diǎn)工程的標(biāo)準(zhǔn)以及政府支持環(huán)保節(jié)能產(chǎn)業(yè)的政策導(dǎo)向，未來工業(yè)設(shè)備節(jié)能更新改造、建筑節(jié)能、節(jié)油及石油替代以及可再生能源這幾大節(jié)能領(lǐng)域?qū)@得快速發(fā)展。

目前，根據(jù)行業(yè)雜志《風(fēng)能世界》載錄，中國市場最熱的可再生能源，比如風(fēng)能、太陽能等產(chǎn)業(yè)。風(fēng)能資源則更具有可再生、永不枯竭、無污染等特點(diǎn)，綜合社會效益高。而且，風(fēng)電技術(shù)開發(fā)最成熟、成本最低廉。根據(jù)“十一五”國家風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃，2010年全國風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到500萬千瓦，2020年全國風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到3000萬千瓦。而2006年底，全國已建成和在建的約91個風(fēng)電場，裝機(jī)總?cè)萘績H260萬千瓦。可見，風(fēng)機(jī)市場前景誘人，發(fā)展空間廣闊。

我國位于亞洲大陸東部，瀕臨太平洋，季風(fēng)強(qiáng)盛，內(nèi)陸還有許多山系，地形復(fù)雜，加之青藏高原聳立我國西部，改變了海陸影響所引起的氣壓分布和大氣環(huán)流，增加了我國季風(fēng)的復(fù)雜性。冬季風(fēng)來自西伯利亞和蒙古等中高緯度的內(nèi)陸，那里空氣十分嚴(yán)寒干燥冷空氣積累到一定程度，在有利高空環(huán)流引導(dǎo)下，就會爆發(fā)南下俗稱寒潮，在此頻頻南下的強(qiáng)冷空氣控制和影響下，形成寒冷干燥的西北風(fēng)侵襲我國北方各?。ㄖ陛犑?、自治區(qū)）。每年冬季總有多次大幅度降溫的強(qiáng)冷空氣南下，主要影響我國西北、東北和華北，直到次年春夏之交才消失。 夏季風(fēng)是來自太平洋的東南風(fēng)、印度洋和南海的西南風(fēng)，東南季風(fēng)影響遍及我國東半壁，西南季風(fēng)則影響西南各省和南部沿海，但風(fēng)速遠(yuǎn)不及東南季風(fēng)大。熱帶風(fēng)暴是太平洋西部和南海熱帶海洋上形成的空氣渦漩，是破壞力極大的海洋風(fēng)暴，每年夏秋兩季頻繁侵襲我國，登陸我國南海之濱和東南沿海，熱帶風(fēng)暴也能在上海以北登陸，但次數(shù)很少。^[6]?

酒泉市現(xiàn)已建起中國第一個千萬千瓦級超大型風(fēng)電基地，為中國最重要的風(fēng)電基地。

青藏高原地勢高亢開闊，冬季東南部盛行偏南風(fēng)，東北部多為東北風(fēng)，其他地區(qū)一般為偏西風(fēng)，夏季大約以唐古拉山為界，以南盛行東南風(fēng)，以北為東至東北風(fēng)。 我國幅員遼闊，陸疆總長達(dá)2萬多公里，還有18000多公里的海岸線，邊緣海中有島嶼5000多個，風(fēng)能資源豐富。我國現(xiàn)有風(fēng)電場場址的年平均風(fēng)速均達(dá)到 6米/秒以上。一般認(rèn)為，可將風(fēng)電場風(fēng)況分為三類：年平均風(fēng)速6米/秒以上時為較好；7米/秒以上為好；8米/秒以上為很好?？砂达L(fēng)速頻率曲線和機(jī)組功率曲線，估算國際標(biāo)準(zhǔn)大氣狀態(tài)下該機(jī)組的年發(fā)電量。我國相當(dāng)于 6米/秒以上的地區(qū)，在全國范圍內(nèi)僅僅限于較少數(shù)幾個地帶。就內(nèi)陸而言，大約僅占全國總面積的 1/100，主要分布在長江到南澳島之間的東南沿海及其島嶼，這些地區(qū)是我國最大的風(fēng)能資源區(qū)以及風(fēng)能資源豐富區(qū)，包括山東、遼東半島、黃海之濱，南澳島以西的南海沿海、海南島和南海諸島，內(nèi)蒙古從陰山山脈以北到大興安嶺以北， 新疆達(dá)板城，阿拉山口，河西走廊，松花江下游，張家口北部等地區(qū)以及分布各地的高山山口和山頂。

根據(jù)全國氣象臺部分風(fēng)能資料的統(tǒng)計(jì)和計(jì)算，中國風(fēng)能分區(qū)及占全國面積的百分比見下表。

表 中國風(fēng)能分區(qū)及占全國面積的百分比

太陽輻射的能量到地球表面約有2%轉(zhuǎn)化為風(fēng)能，風(fēng)能是地球上自然能源的一部分，我國風(fēng)能潛力的估算如下： 風(fēng)能理論可開發(fā)總量（R），全國為32.26億千瓦，實(shí)際可開發(fā)利用量（R’），按總量的 l/ 10估計(jì)，并考慮到風(fēng)輪實(shí)際掃掠面積為計(jì)算氣流正方形面積的 0．785倍〔1米直徑風(fēng)輪面積為 0.52×π= 0.785（平方米）〕，故實(shí)際可開發(fā)量為： R’=0.785R÷10=2.53（億千瓦）。

中國屬于能源進(jìn)口大國，利用可再生能源是當(dāng)務(wù)之急，特別是在中國風(fēng)資源豐富的廣大的農(nóng)村地區(qū)，中國政府應(yīng)加大對風(fēng)電設(shè)備的購買補(bǔ)貼，包括太陽能電池板屋頂?shù)难a(bǔ)貼，如果全國農(nóng)村家用電能做到一半自給，能可以節(jié)約電能每年20億度以上 。希望國家加大這方面運(yùn)作力度。

中國10m高度層的風(fēng)能資源總儲量為32.26億kW，其中實(shí)際可開發(fā)利用的風(fēng)能資源儲量為2.53億kW。

東南沿海及其附近島嶼是風(fēng)能資源豐富地區(qū)，有效風(fēng)能密度大于或等于200W/㎡的等值線平行于海岸線；沿海島嶼有效風(fēng)能密度在300W/㎡以上，全年中風(fēng)速大于或等于3m/s的時數(shù)約為7000～8000h，大于或等于6m/s的時數(shù)為4000h。

酒泉市、新疆北部、內(nèi)蒙古也是中國風(fēng)能資源豐富地區(qū)，有效風(fēng)能密度為200～300W/㎡，全年中風(fēng)速大于或等于3m/s的時數(shù)為5000h以上，全年中風(fēng)速大于或等于6m/s的時數(shù)為3000h以上。

黑龍江、吉林東部、河北北部及遼東半島的風(fēng)能資源也較好，有效風(fēng)能密度在200W/㎡以上，全年中風(fēng)速大于和等于3m/s的時數(shù)為5000h，全年中風(fēng)速大于和等于6m/s的時數(shù)為3000h。

青藏高原北部有效風(fēng)能密度在150～200W/㎡之間，全年風(fēng)速大于和等于3m/s的時數(shù)為4000～5000h，全年風(fēng)速大于和等于6m/s的時數(shù)為3000h；但青藏高原海拔高、空氣密度小，所以有效風(fēng)能密度也較低。

云南、貴州、四川、甘肅（除酒泉市）、陜西南部、河南、湖南西部、福建、廣東、廣西的山區(qū)及新疆塔里木盆地和西藏的雅魯藏布江，為風(fēng)能資源貧乏地區(qū)，有效風(fēng)能密度在50W/㎡以下，全年中風(fēng)速大于和等于3m/s的時數(shù)在2000h以下，全年中風(fēng)速大于和等于6m/s的時數(shù)在150h以下，風(fēng)能潛力很低。^[7]?