A. 風能的利用
圖片 http://www.pep.com.cn/200406/ca446599.htm
http://pic.people.com.cn/GB/42592/3769732.html
製造風能機械，利用風力發電是風能利用的兩項主要內容。風力發動機是一種把風能變成機械能的能量轉化裝置。如圖1－4所示，風力發動機由5部分組成：
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（1）風輪。風輪由二個或多個葉片組成，安裝在機頭上，是把風能轉化為機械能的主要部件。
（2）機頭。機頭是支承風輪軸和上部構件（如發電機和齒輪變速器等）的支座，它能繞塔架中的豎直軸自由轉動。
（3）機尾。機尾裝於機頭之後，它的作用是保證在風向變化時，使風輪正對風向。
（4）回轉體。回轉體位於機頭底盤和塔架之間，在機尾力矩的作用下轉動。
（5）塔架。塔架是支撐風力發動機本體的構架，它把風力發動機架設在不受周圍障礙物影響的高空中。
根據風輪葉片的數目，風力發動機分為少葉式和多葉式兩種。少葉式有2～4個葉片，具有轉速高，單位功率的平均質量小，結構緊湊的優點；常用在年平均風速較高的地區。是目前主要用作風力發電機的原動機。其缺點是啟動較為困難。多葉式一般有4～24個葉片，常用於年平均風速低於3～4米／秒的地區；具有易啟動的優點，因此利用率較高。由於轉速低，多用於直接驅動農牧業機械。
風力發動機的風輪與紙風車轉動原理一樣，但是，風輪葉片具有比較合理的形狀。為了減小阻力，其斷面呈流線型。前緣有很好的圓角，尾部有相當尖銳的後緣，表面光滑，風吹來時能產生向上的合力，驅動風輪很快地轉動。對於功率較大的風力發動機，風輪的轉速是很低的，而與之聯合工作的機械，轉速要求較高，因此必須設置變速箱，把風輪轉速提高到工作機械的工作轉速。風力發動機只有當風垂直地吹向風輪轉動面時，才能發出最大功率來，由於風向多變，因此還要有一種裝置，使之在風向變化時，保證風輪跟著轉動，自動對淮風向，這就是機尾的作用。風力發動機是多種工作機械的原動機。利用它帶動水泵和水車，就是風力提水機；帶動碾米機，就是風力碾米機；此類機械統稱為風能的直接利用裝置。帶動發電機的就叫風力發電機。它們均由兩大部分組成，一部分是風力發動機本體和附件，是把風能轉化為機械能的裝置；另一部分是電氣部分，包括發電機及電氣裝置，把機械能轉化為電能，並可靠地提供給用戶。小風力發電機的容量不大，功率一般從幾瓦到幾千瓦，大都具有結構簡單，搬運方便的優點。按風力發動機與發電機的連接方式分，有變速連接的和直接連接的兩種。
在風能的利用中，蓄能是一個重要的問題。特別是對於風力發電，在很大程度上，其生命力由蓄能裝置（如蓄電池）的可靠程度來決定。有了蓄能裝置，在有風的時候，把多餘的能量儲存起來；在無風時，輸出應用。各種蓄能方式的研究是風能利用的一個急待解決的重要任務。
在自然界的能源中，風能是極其豐富的。據粗略估計，近期可以利用的風能總功率約為106～107兆瓦，這個數值比全世界可以利用的水力資源大10倍。但是，這筆巨大的自然財富還有待人類去大力開發。
我國是利用風能最早的國家。早在2000多年以前，利用風力驅動的帆船已經在江河中行駛，明代開始應用風力水車灌溉農田，並且出現了用於農產品加工的風力機械。
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風輪機可以分為水平軸和垂直軸兩大類。
圖8－2是一種水平軸風輪機。高高的機架上裝著一個可以在水平方向轉動的工作台，檯面上有發電機。台架的尾部裝有一個尾舵，它靠風力來回轉動，讓風輪總是迎風轉動。巨大的風輪葉片有十幾米長，轉動起來的力量是很大的。
在丹麥日德蘭半島北部的奧爾堡，有一座巨大的風車。安裝風車和發電設備的鋼筋混凝土塔有13層樓高，塔頂直徑3米，塔底直徑6米。風車的葉片長27米，一個葉片就有5噸重。在風力推動下，巨大的風車每分鍾轉40轉。風車後邊的雪茄煙形狀的機艙里安放著發電機，它每年可發電400萬千瓦時。
這座巨大的風力發電機，是一所中學、一所師范大學和一所「旅行大學」的教師和學生籌資建成的，沒有向政府和工業界要一分錢。工程設計、建造以及部分零件的製造，都是數百名學生和教師一起完成的，只聘請了4位工程師和專家作指導。這是世界上業余愛好者製作的最大的風車。
垂直軸的風輪機，也叫中國式風輪機，它的「祖先」是立帆式風輪機，誕生在我國北方沿海一帶，估計是在宋朝時出現的。這種風輪機的軸與風向大體垂直，是豎直向上的，風帆總是朝一個方向轉動。
圖8－3是我國研製的垂直軸風輪機示意圖，豎直的軸在風吹時轉動，帶動下部的發電機發電。這種風力發電站是大有發展前途的。
我國適合風力發電的區域非常廣闊，特別是東南沿海和西北草原地區。這些區域的年平均風速分別達到6～8米／秒和4～6米／秒，具有相當大的開發、利用價值。
我國科技人員在七五計劃期間，進行風能利用的攻關。研製了6種百瓦級、4林千瓦級和4種10千瓦級風力發電機組，使我國風力機系列55千瓦級以下品種基本齊全，性能和質量有了新的提高。主要性能指標均達到國際先進水平。其中研製的兩台55千瓦發電機組，已在山東長島安裝，部分性能指標達到國外樣機的水平。研製的5種風力提水機組，其中FDG－7型大流量風力提水機組，是我國目前功率最大的風力提水機組，在低揚程大流量風力提水機類型中，處於國內外領先地位。
《物理世界》第二冊
列印本文
B. 人們是怎樣利用風能的
風能
當太陽幅射能穿越地球大氣層時，大氣層約吸收2×1016瓦的能量，其中一小部分轉變成空氣的動能。因為熱帶比極帶吸收較多的太陽輻射能，產生大氣壓力差導致空氣流動而產生「風」。
風能非常巨大，理論上僅1％的風能就能滿足人類能源需要。風能利用主要是將大氣運動時所具有的動能轉化為其他形式的能，其具體用途包括：風力發電、風帆助航、風車提水、風力致熱採暖等。其中，風力發電是風能利用的最重要形式。
風帆與風車
風能利用，已有數千年的歷史。最早的利用方式是「風帆行舟」。埃及尼羅河上的風帆船、中國的木帆船，都有兩三千年的歷史記載。唐代有「乘風破浪會有時，直掛雲帆濟滄海」詩句，可見那時風帆船已廣泛用於江河航運。最輝煌的風帆時代是中國的明代，14世紀初葉中國航海家鄭和七下西洋，龐大的風帆船隊功不可沒。
1000多年前，中國人首先發明了風車，用它來提水、磨面，替代繁重的人力勞動。12世紀，風車從中東傳入歐洲。16世紀，荷蘭人利用風車排水、與海爭地，在低窪的海灘地上建國立業，逐漸發展成為一個經濟發達的國家。今天，荷蘭人將風車視為國寶，北歐國家保留的大量荷蘭式的大風車，已成為人類文明史的見證。
風力發電
歷史上，由於西歐各國燃料缺乏，而且其地理位置在盛行西風帶上，故刺激其發展風力發電。
19世紀末，丹麥人首先研製了風力發電機。1891年，丹麥建成了世界第一座風力發電站。現在丹麥已擁有風力發電機3000多座，年發電100億度。
100多年來，世界各國研製成功了類型各異的風力發電機。1998年，全世界風力發電裝機容量達到960萬千瓦，全球風力發電量達210億千瓦時，可供350萬戶家庭使用。
風力發電機主要包括水平軸式風力發電機和垂直軸式風力發電機等。其中，水平軸式風力發電機是目前技術最成熟、生產量最多的一種形式。它由風輪、增速齒輪箱、發電機、偏航裝置、控制系統、塔架等部件所組成。風輪將風能轉換為機械能，低速轉動的風輪通過傳動系統由增速齒輪箱增速，將動力傳遞給發電機。整個機艙由高大的塔架舉起，由於風向經常變化，為了有效地利用風能，還安裝有迎風裝置，它根據風向感測器測得的風向信號，由控制器控制偏航電機，驅動與塔架上大齒輪嚙合的小齒輪轉動，使機艙始終對風。
在電力不足的地區，為節省柴油機發電的燃料，可以採用風力發電與柴油機發電互補，組成風－柴互補發電系統。
風力發電場（簡稱風電場），是將多台大型並網式的風力發電機安裝在風能資源好的場地，按照地形和主風向排成陣列，組成機群向電網供電。風力發電機就像種莊稼一樣排列在地面上，故形象地稱為「風力田」。風力發電場於20世紀80年代初在美國的加利福尼亞州興起，目前世界上最大的風電場是洛杉磯附近的特哈查比風電場，裝機容量超過50萬千瓦，年發電量為14億千瓦·時，約佔世界風力發電總量的23％。
風力發電的優越性可歸納為三點：第一，建造風力發電場的費用低廉，比水力發電廠、火力發電廠或核電站的建造費用低得多；第二，不需火力發電所需的煤、油等燃料或核電站所需的核材料即可產生電力，除常規保養外，沒有其他任何消耗；第三，風力是一種潔凈的自然能源，沒有煤電、油電與核電所伴生的環境污染問題。
中國風能資源豐富，可開發利用的風能資源總量約為2.53億千瓦。國內最著名的風電場，是新疆烏魯木齊附近的達坂城風電場，總裝機容量1.68萬千瓦。世紀之交，中國制定了風力發電的長遠發展計劃，提出2000年風電裝機40兆瓦以上的目標，為21世紀大規模開發風電打下了良好的基礎。
C. 人們是怎樣利用風能的
地球上到處都有風。太陽使地面和地面附近空氣的溫度升高，這里的熱空氣上升，其他地方的冷空氣會流過來補充，空氣的流動便形成了風。
風能使塵土飛揚，使玻璃窗振動，也能把大樹折斷，使海水沖上陸地，甚至還能把牲畜和房屋卷到天上去。風的能量可是大得不得了。人類從很早就學會了利用風能，早在5000多年前，古埃及就開始用風車從地下抽水灌溉莊稼。帆船也是人們利用風能的一種形式，如果沒有帆船，古代人是沒有辦法進行航海的。滑翔機也是利用風的力量才飛上天的。但是利用風能也有很多問題，就是風向和風力的大小經常改變，使用起來很不方便。我們現在利用風能主要是發電，然後再利用電力去干各種活。風能沒有污染，又取之不盡，是理想的動力源泉。
D. 風能的利用！
風能(wind energy)是因空氣流做功而提供給人類的一種可利用的能量，屬於可再生能源（包括水能，生物能等）。空氣流具有的動能稱風能。空氣流速越高，動能越大。人們可以用風車把風的動能轉化為旋轉的動作去推動發電機，以產生電力，方法是透過傳動軸，將轉子（由以空氣動力推動的扇葉組成）的旋轉動力傳送至發電機。到2008年為止，全世界以風力產生的電力約有 94.1 百萬千瓦，供應的電力已超過全世界用量的1%。風能雖然對大多數國家而言還不是主要的能源，但在1999年到2005年之間已經成長了四倍以上。
現代利用渦輪葉片將氣流的機械能轉為電能而成為發電機。在中古與古代則利用風車將收集到的機械能用來磨碎穀物和抽水。
風力被使用在大規模風農場和一些供電被被隔絕的地點，為當地的生活和發展做出了巨大的貢獻。
E. 風能的利用方式
風能的利用主要是以風能作動力和風力發電兩種形式，其中又以風力發電為主，
以風能作動力，就是利用風來直接帶動各種機械裝置，如帶動水泵提水等這種風力發動機的優點是：投資少、工效高、經濟耐用。目前，世界上約有一白多萬台風力提水機在運轉。澳大利亞的許多牧場，都設有這種風力提水機。在很多風力資源豐富的國家，科學家們還利用風力發動機鍘草、磨面和加工飼料等。
利用風力發電，以丹麥應用最早，而且使用較普遍。丹麥歲只有500多萬人口，卻是世界風能發電大國和發電風輪生產大國，世界10大風輪生產廠家有5家在丹麥，世界60%以上的風輪製造廠都在使用丹麥的技術，是名副其實的「風車大國」。
截止到2006年底，世界風力發電總量居前3位的分別是德國、西班牙和美國，三國的風力發電總量佔全球風力發電總量的60%。
F. 風能的運用有哪些
主要包括：
1 風力發電
利用風力發電已越來越成為風能利用的主要形式，受到世界各國的高度重視，而且發展速度最快。風力發電通常有三種運行方式。一是獨立運行方式，通常是一台小型風力發電機向一戶或幾戶提供電力，它用蓄電池蓄能，以保證無風時的用電。二是風力發電與其他發電方式（如柴油機發電）相結合，向一個單位或一個村莊或一個海島供電。三是風力發電並入常規電網運行，向大電網提供電力；常常是一處風場安裝幾十台甚至幾百台風力發電機，這是風力發電的主要發展方向。
風力發電的優越性可歸納為三點：
第一，建造風力發電場的費用低廉，比水力發電廠、火力發電廠或核電站的建造費用低得多
第二，不需火力發電所需的煤、油等燃料或核電站所需的核材料即可產生電力，除常規保養外，沒有其他任何消耗；第三，風力是一種潔凈的自然能源，沒有煤電、油電與核電所伴生的環境污染問題。
2 風帆助航
風能最早的利用方式是「風帆行舟」。埃及尼羅河上的風帆船、中國的木帆船，都有兩三千年的歷史記載。唐代有「乘風破浪會有時，直掛雲帆濟滄海」詩句，可見那時風帆船已廣泛用於江河航運。最輝煌的風帆時代是中國的明代，14世紀初葉中國航海家鄭和七下西洋，龐大的風帆船隊功不可沒。 在機動船舶發展的今天，為節約燃油和提高航速，古老的風帆助航也得到了發展。航運大國日本已在萬噸級貨船上採用電腦控制的風帆助航，節油率達15％。
3 風力提水
1000多年前，中國人首先發明了風車，用它來提水、磨面，替代繁重的人力勞動。風力提水自古至今一直得到較普遍的應用。20世紀下半時，為解決農村、牧場的生活、灌溉和牲畜用水以及為了節約能源，風力提水機有了很大的發展。現代風力提水機根據用途分為兩類：一類是高揚程小流量的風力提水機，它與活塞泵相配，提取深井地下水，主要用於草原、牧區，為人畜提供飲水；另一類是低揚程大流量的風力提水機，它與螺旋泵相配，提取河水、湖水或海水，主要用於農田灌溉、水產養殖或制鹽。
4 風力致熱
隨著生活水平的提高，家庭用熱能的需要越來越大，特別是在高緯度的歐洲、北美取暖、燒水是耗能大戶。為解決家庭及低品位工業熱能的需要，風力致熱有了較大的發展。「風力致熱」是將風能轉換成熱能。目前有三種轉換方法。一是風力機發電，再將電能通過電阻絲發熱，變成熱能。雖然電能轉換成熱能的效率是100％，但風能轉換成電能的效率卻很低，因此從能量利用的角度看，這種方法是不可取的。二是由風力機將風能轉換成空氣壓縮能，再轉換成熱能，即由風力機帶動一離心壓縮機，對空氣進行絕熱壓縮而放出熱能。三是將風力機直接轉換成熱能。顯然第三種方法致熱效率最高。風力機直接轉換熱能也有多種方法。最簡單的是攪拌液體致熱，即風力機帶動攪拌器轉動，從而使液體（水或油）變熱。「液體擠壓致熱」是用風力機帶動液壓泵，使液體加壓後再從狹小的阻尼小孔中高速噴出而使工作液體加熱。此外還有固體摩擦致熱和渦電流致熱等方法。
目前，大規模利用風能、太陽能等可再生能源已成為世界各國的重要選擇。風能是可再生能源中發展最快的清潔能源，開發可再生能源與提高能源使用效率相結合，將對全球經濟發展、解決貧困人口的能源問題、減少溫室氣體排放等做出重大貢獻。
G. 風能利用是什麼
歷史上風能的利用風能應用的歷史已有數千年了，過去主要利用風能航海、風車汲水及灌溉農田等。荷蘭所用的風車是世界上最大的風車，風車也是荷蘭這一國家的生動象徵。1895年丹麥建立了第一座風電系統，到1910年該國已有了幾百個小型風力發電站（5～25千瓦）。1931年原蘇聯建立了100千瓦的風力發電站，此後在各國開發的風力電站規模更大。
風能利用現狀近年來風能資源的利用重新抬頭，方興未艾。全世界大約有50萬部風力機運轉，發電總功率近100萬千瓦。各國也都投入巨大的人力和物力研究風力發電問題，例如1980年美國耗資9億美元制訂了一項開發風能的8年計劃，將利用風力發電的電量提高至佔美國全部用電量的20%，在加利福尼亞州目前已擁有2000個以上總發電能力14.2萬千瓦的風力發電站，至2000年能占該州總發電量的8%。此外，丹麥、瑞典、英國、德國等國家也十分重視對風能的利用投資。
我國風能的利用我國是利用風能最早的國家之一，早在二千多年以前，古代勞動人民就利用風能碾磨糧食、驅動帆船和提水灌溉等。20世紀50年代以來，歷經多年的科學研究，我國目前在風能利用技術方面有很大進展，已研製出風力發電機50多種，約7萬多台。我國科研人員還研製出低風速小型風力發電機，在風速為3～4米/秒甚至更低的風速下也能發電，這一科研成果無疑使風能資源的利用前景更為廣闊。風能資源的利用在我國已粗具規模：一是目前有8000餘架傳統風車，主要用於提水灌溉和曬鹽；二是用於發電的風力機由1976～1986年的13台增加到目前7萬余台。內蒙古錫林郭勒盟1983年底就已安裝微型風力發電機540多台，目前發展到700餘台。西藏那曲地區也已引進和安裝了幾十台小型風力發電機。此外，在浙江嵊泗（圖40）、笠山，北京八達嶺等地建成了三個風力發電試驗站，先後安裝10千瓦以下機組9台。現在，我國主要以50、100、1000、2000瓦的微型和小型風力發電機為主，正在全國推廣。再加上太陽能、沼氣等新能源的應用和推廣，為我國農村能源開辟了美好前景。據農業部透露：我國已有478萬農（牧）戶、1800多萬農村人口用上了風能和沼氣新能源。在今後10～15年內，風力發電將在我國東南沿海、「三北」地區及青藏高原等地基本普及，並將開發風力田，以獲得更多能源。
圖40舟山群島中嵊泗島上的風力發電站
H. 利用風能的好處
風能為潔凈的能量來源。 內蒙古草原上的風力發電機
風能設施日趨進步，大量生產降低成本，在適當地點，風力發電成本已低於發電機；風能設施多為不立體化設施，可保護陸地和生態。風力發電是可再生能源，很環保。
風能作為一種無污染和可再生的新能源有著巨大的發展潛力，特別是對沿海島嶼，交通不便的邊遠山區，地廣人稀的草原牧場，以及遠離電網和近期內電網還難以達到的農村、邊疆，作為解決生產和生活能源的一種可靠途徑，有著十分重要的意義。即使在發達國家，風能作為一種高效清潔的新能源也日益受到重視。
I. 風能有幾種利用方式
利用風力機可將風能轉化為電能、熱能、機械能等各種形式的能量，用於發電、提水灌溉、制熱供暖、助航等。小型風力發電和風力提水技術主要在農村應用。
風力發電是風能利用的主要形式。通常有三種運行方式：一是獨立運行，通常是一台小型風力發電機向一戶或幾戶提供電力，它用蓄電池蓄能，以保證無風時的用電。二是風力發電與其他發電方式（如柴油機發電）相結合，向一個單位或一個村莊供電。三是風力發電並入常規電網運行，向大電網提供電力，常常是一處風場安裝幾十台甚至幾百台風力發電機，這是風力發電的主要發展方向。
J. 人類利用風能的方式有什麼
風力發電機、船的風帆、農村利用風能揚場（把飽滿的麥子與干癟的麥子分開），風箏。。。