A. 风能的利用
图片 http://www.pep.com.cn/200406/ca446599.htm
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制造风能机械，利用风力发电是风能利用的两项主要内容。风力发动机是一种把风能变成机械能的能量转化装置。如图1－4所示，风力发动机由5部分组成：
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（1）风轮。风轮由二个或多个叶片组成，安装在机头上，是把风能转化为机械能的主要部件。
（2）机头。机头是支承风轮轴和上部构件（如发电机和齿轮变速器等）的支座，它能绕塔架中的竖直轴自由转动。
（3）机尾。机尾装于机头之后，它的作用是保证在风向变化时，使风轮正对风向。
（4）回转体。回转体位于机头底盘和塔架之间，在机尾力矩的作用下转动。
（5）塔架。塔架是支撑风力发动机本体的构架，它把风力发动机架设在不受周围障碍物影响的高空中。
根据风轮叶片的数目，风力发动机分为少叶式和多叶式两种。少叶式有2～4个叶片，具有转速高，单位功率的平均质量小，结构紧凑的优点；常用在年平均风速较高的地区。是目前主要用作风力发电机的原动机。其缺点是启动较为困难。多叶式一般有4～24个叶片，常用于年平均风速低于3～4米／秒的地区；具有易启动的优点，因此利用率较高。由于转速低，多用于直接驱动农牧业机械。
风力发动机的风轮与纸风车转动原理一样，但是，风轮叶片具有比较合理的形状。为了减小阻力，其断面呈流线型。前缘有很好的圆角，尾部有相当尖锐的后缘，表面光滑，风吹来时能产生向上的合力，驱动风轮很快地转动。对于功率较大的风力发动机，风轮的转速是很低的，而与之联合工作的机械，转速要求较高，因此必须设置变速箱，把风轮转速提高到工作机械的工作转速。风力发动机只有当风垂直地吹向风轮转动面时，才能发出最大功率来，由于风向多变，因此还要有一种装置，使之在风向变化时，保证风轮跟着转动，自动对淮风向，这就是机尾的作用。风力发动机是多种工作机械的原动机。利用它带动水泵和水车，就是风力提水机；带动碾米机，就是风力碾米机；此类机械统称为风能的直接利用装置。带动发电机的就叫风力发电机。它们均由两大部分组成，一部分是风力发动机本体和附件，是把风能转化为机械能的装置；另一部分是电气部分，包括发电机及电气装置，把机械能转化为电能，并可靠地提供给用户。小风力发电机的容量不大，功率一般从几瓦到几千瓦，大都具有结构简单，搬运方便的优点。按风力发动机与发电机的连接方式分，有变速连接的和直接连接的两种。
在风能的利用中，蓄能是一个重要的问题。特别是对于风力发电，在很大程度上，其生命力由蓄能装置（如蓄电池）的可靠程度来决定。有了蓄能装置，在有风的时候，把多余的能量储存起来；在无风时，输出应用。各种蓄能方式的研究是风能利用的一个急待解决的重要任务。
在自然界的能源中，风能是极其丰富的。据粗略估计，近期可以利用的风能总功率约为106～107兆瓦，这个数值比全世界可以利用的水力资源大10倍。但是，这笔巨大的自然财富还有待人类去大力开发。
我国是利用风能最早的国家。早在2000多年以前，利用风力驱动的帆船已经在江河中行驶，明代开始应用风力水车灌溉农田，并且出现了用于农产品加工的风力机械。
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风轮机可以分为水平轴和垂直轴两大类。
图8－2是一种水平轴风轮机。高高的机架上装着一个可以在水平方向转动的工作台，台面上有发电机。台架的尾部装有一个尾舵，它靠风力来回转动，让风轮总是迎风转动。巨大的风轮叶片有十几米长，转动起来的力量是很大的。
在丹麦日德兰半岛北部的奥尔堡，有一座巨大的风车。安装风车和发电设备的钢筋混凝土塔有13层楼高，塔顶直径3米，塔底直径6米。风车的叶片长27米，一个叶片就有5吨重。在风力推动下，巨大的风车每分钟转40转。风车后边的雪茄烟形状的机舱里安放着发电机，它每年可发电400万千瓦时。
这座巨大的风力发电机，是一所中学、一所师范大学和一所“旅行大学”的教师和学生筹资建成的，没有向政府和工业界要一分钱。工程设计、建造以及部分零件的制造，都是数百名学生和教师一起完成的，只聘请了4位工程师和专家作指导。这是世界上业余爱好者制作的最大的风车。
垂直轴的风轮机，也叫中国式风轮机，它的“祖先”是立帆式风轮机，诞生在我国北方沿海一带，估计是在宋朝时出现的。这种风轮机的轴与风向大体垂直，是竖直向上的，风帆总是朝一个方向转动。
图8－3是我国研制的垂直轴风轮机示意图，竖直的轴在风吹时转动，带动下部的发电机发电。这种风力发电站是大有发展前途的。
我国适合风力发电的区域非常广阔，特别是东南沿海和西北草原地区。这些区域的年平均风速分别达到6～8米／秒和4～6米／秒，具有相当大的开发、利用价值。
我国科技人员在七五计划期间，进行风能利用的攻关。研制了6种百瓦级、4林千瓦级和4种10千瓦级风力发电机组，使我国风力机系列55千瓦级以下品种基本齐全，性能和质量有了新的提高。主要性能指标均达到国际先进水平。其中研制的两台55千瓦发电机组，已在山东长岛安装，部分性能指标达到国外样机的水平。研制的5种风力提水机组，其中FDG－7型大流量风力提水机组，是我国目前功率最大的风力提水机组，在低扬程大流量风力提水机类型中，处于国内外领先地位。
《物理世界》第二册
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B. 人们是怎样利用风能的
风能
当太阳幅射能穿越地球大气层时，大气层约吸收2×1016瓦的能量，其中一小部分转变成空气的动能。因为热带比极带吸收较多的太阳辐射能，产生大气压力差导致空气流动而产生“风”。
风能非常巨大，理论上仅1％的风能就能满足人类能源需要。风能利用主要是将大气运动时所具有的动能转化为其他形式的能，其具体用途包括：风力发电、风帆助航、风车提水、风力致热采暖等。其中，风力发电是风能利用的最重要形式。
风帆与风车
风能利用，已有数千年的历史。最早的利用方式是“风帆行舟”。埃及尼罗河上的风帆船、中国的木帆船，都有两三千年的历史记载。唐代有“乘风破浪会有时，直挂云帆济沧海”诗句，可见那时风帆船已广泛用于江河航运。最辉煌的风帆时代是中国的明代，14世纪初叶中国航海家郑和七下西洋，庞大的风帆船队功不可没。
1000多年前，中国人首先发明了风车，用它来提水、磨面，替代繁重的人力劳动。12世纪，风车从中东传入欧洲。16世纪，荷兰人利用风车排水、与海争地，在低洼的海滩地上建国立业，逐渐发展成为一个经济发达的国家。今天，荷兰人将风车视为国宝，北欧国家保留的大量荷兰式的大风车，已成为人类文明史的见证。
风力发电
历史上，由于西欧各国燃料缺乏，而且其地理位置在盛行西风带上，故刺激其发展风力发电。
19世纪末，丹麦人首先研制了风力发电机。1891年，丹麦建成了世界第一座风力发电站。现在丹麦已拥有风力发电机3000多座，年发电100亿度。
100多年来，世界各国研制成功了类型各异的风力发电机。1998年，全世界风力发电装机容量达到960万千瓦，全球风力发电量达210亿千瓦时，可供350万户家庭使用。
风力发电机主要包括水平轴式风力发电机和垂直轴式风力发电机等。其中，水平轴式风力发电机是目前技术最成熟、生产量最多的一种形式。它由风轮、增速齿轮箱、发电机、偏航装置、控制系统、塔架等部件所组成。风轮将风能转换为机械能，低速转动的风轮通过传动系统由增速齿轮箱增速，将动力传递给发电机。整个机舱由高大的塔架举起，由于风向经常变化，为了有效地利用风能，还安装有迎风装置，它根据风向传感器测得的风向信号，由控制器控制偏航电机，驱动与塔架上大齿轮啮合的小齿轮转动，使机舱始终对风。
在电力不足的地区，为节省柴油机发电的燃料，可以采用风力发电与柴油机发电互补，组成风－柴互补发电系统。
风力发电场（简称风电场），是将多台大型并网式的风力发电机安装在风能资源好的场地，按照地形和主风向排成阵列，组成机群向电网供电。风力发电机就像种庄稼一样排列在地面上，故形象地称为“风力田”。风力发电场于20世纪80年代初在美国的加利福尼亚州兴起，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，年发电量为14亿千瓦·时，约占世界风力发电总量的23％。
风力发电的优越性可归纳为三点：第一，建造风力发电场的费用低廉，比水力发电厂、火力发电厂或核电站的建造费用低得多；第二，不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产生电力，除常规保养外，没有其他任何消耗；第三，风力是一种洁净的自然能源，没有煤电、油电与核电所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。国内最著名的风电场，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，中国制定了风力发电的长远发展计划，提出2000年风电装机40兆瓦以上的目标，为21世纪大规模开发风电打下了良好的基础。
C. 人们是怎样利用风能的
地球上到处都有风。太阳使地面和地面附近空气的温度升高，这里的热空气上升，其他地方的冷空气会流过来补充，空气的流动便形成了风。
风能使尘土飞扬，使玻璃窗振动，也能把大树折断，使海水冲上陆地，甚至还能把牲畜和房屋卷到天上去。风的能量可是大得不得了。人类从很早就学会了利用风能，早在5000多年前，古埃及就开始用风车从地下抽水灌溉庄稼。帆船也是人们利用风能的一种形式，如果没有帆船，古代人是没有办法进行航海的。滑翔机也是利用风的力量才飞上天的。但是利用风能也有很多问题，就是风向和风力的大小经常改变，使用起来很不方便。我们现在利用风能主要是发电，然后再利用电力去干各种活。风能没有污染，又取之不尽，是理想的动力源泉。
D. 风能的利用！
风能(wind energy)是因空气流做功而提供给人类的一种可利用的能量，属于可再生能源（包括水能，生物能等）。空气流具有的动能称风能。空气流速越高，动能越大。人们可以用风车把风的动能转化为旋转的动作去推动发电机，以产生电力，方法是透过传动轴，将转子（由以空气动力推动的扇叶组成）的旋转动力传送至发电机。到2008年为止，全世界以风力产生的电力约有 94.1 百万千瓦，供应的电力已超过全世界用量的1%。风能虽然对大多数国家而言还不是主要的能源，但在1999年到2005年之间已经成长了四倍以上。
现代利用涡轮叶片将气流的机械能转为电能而成为发电机。在中古与古代则利用风车将收集到的机械能用来磨碎谷物和抽水。
风力被使用在大规模风农场和一些供电被被隔绝的地点，为当地的生活和发展做出了巨大的贡献。
E. 风能的利用方式
风能的利用主要是以风能作动力和风力发电两种形式，其中又以风力发电为主，
以风能作动力，就是利用风来直接带动各种机械装置，如带动水泵提水等这种风力发动机的优点是：投资少、工效高、经济耐用。目前，世界上约有一白多万台风力提水机在运转。澳大利亚的许多牧场，都设有这种风力提水机。在很多风力资源丰富的国家，科学家们还利用风力发动机铡草、磨面和加工饲料等。
利用风力发电，以丹麦应用最早，而且使用较普遍。丹麦岁只有500多万人口，却是世界风能发电大国和发电风轮生产大国，世界10大风轮生产厂家有5家在丹麦，世界60%以上的风轮制造厂都在使用丹麦的技术，是名副其实的“风车大国”。
截止到2006年底，世界风力发电总量居前3位的分别是德国、西班牙和美国，三国的风力发电总量占全球风力发电总量的60%。
F. 风能的运用有哪些
主要包括：
1 风力发电
利用风力发电已越来越成为风能利用的主要形式，受到世界各国的高度重视，而且发展速度最快。风力发电通常有三种运行方式。一是独立运行方式，通常是一台小型风力发电机向一户或几户提供电力，它用蓄电池蓄能，以保证无风时的用电。二是风力发电与其他发电方式（如柴油机发电）相结合，向一个单位或一个村庄或一个海岛供电。三是风力发电并入常规电网运行，向大电网提供电力；常常是一处风场安装几十台甚至几百台风力发电机，这是风力发电的主要发展方向。
风力发电的优越性可归纳为三点：
第一，建造风力发电场的费用低廉，比水力发电厂、火力发电厂或核电站的建造费用低得多
第二，不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产生电力，除常规保养外，没有其他任何消耗；第三，风力是一种洁净的自然能源，没有煤电、油电与核电所伴生的环境污染问题。
2 风帆助航
风能最早的利用方式是“风帆行舟”。埃及尼罗河上的风帆船、中国的木帆船，都有两三千年的历史记载。唐代有“乘风破浪会有时，直挂云帆济沧海”诗句，可见那时风帆船已广泛用于江河航运。最辉煌的风帆时代是中国的明代，14世纪初叶中国航海家郑和七下西洋，庞大的风帆船队功不可没。 在机动船舶发展的今天，为节约燃油和提高航速，古老的风帆助航也得到了发展。航运大国日本已在万吨级货船上采用电脑控制的风帆助航，节油率达15％。
3 风力提水
1000多年前，中国人首先发明了风车，用它来提水、磨面，替代繁重的人力劳动。风力提水自古至今一直得到较普遍的应用。20世纪下半时，为解决农村、牧场的生活、灌溉和牲畜用水以及为了节约能源，风力提水机有了很大的发展。现代风力提水机根据用途分为两类：一类是高扬程小流量的风力提水机，它与活塞泵相配，提取深井地下水，主要用于草原、牧区，为人畜提供饮水；另一类是低扬程大流量的风力提水机，它与螺旋泵相配，提取河水、湖水或海水，主要用于农田灌溉、水产养殖或制盐。
4 风力致热
随着生活水平的提高，家庭用热能的需要越来越大，特别是在高纬度的欧洲、北美取暖、烧水是耗能大户。为解决家庭及低品位工业热能的需要，风力致热有了较大的发展。“风力致热”是将风能转换成热能。目前有三种转换方法。一是风力机发电，再将电能通过电阻丝发热，变成热能。虽然电能转换成热能的效率是100％，但风能转换成电能的效率却很低，因此从能量利用的角度看，这种方法是不可取的。二是由风力机将风能转换成空气压缩能，再转换成热能，即由风力机带动一离心压缩机，对空气进行绝热压缩而放出热能。三是将风力机直接转换成热能。显然第三种方法致热效率最高。风力机直接转换热能也有多种方法。最简单的是搅拌液体致热，即风力机带动搅拌器转动，从而使液体（水或油）变热。“液体挤压致热”是用风力机带动液压泵，使液体加压后再从狭小的阻尼小孔中高速喷出而使工作液体加热。此外还有固体摩擦致热和涡电流致热等方法。
目前，大规模利用风能、太阳能等可再生能源已成为世界各国的重要选择。风能是可再生能源中发展最快的清洁能源，开发可再生能源与提高能源使用效率相结合，将对全球经济发展、解决贫困人口的能源问题、减少温室气体排放等做出重大贡献。
G. 风能利用是什么
历史上风能的利用风能应用的历史已有数千年了，过去主要利用风能航海、风车汲水及灌溉农田等。荷兰所用的风车是世界上最大的风车，风车也是荷兰这一国家的生动象征。1895年丹麦建立了第一座风电系统，到1910年该国已有了几百个小型风力发电站（5～25千瓦）。1931年原苏联建立了100千瓦的风力发电站，此后在各国开发的风力电站规模更大。
风能利用现状近年来风能资源的利用重新抬头，方兴未艾。全世界大约有50万部风力机运转，发电总功率近100万千瓦。各国也都投入巨大的人力和物力研究风力发电问题，例如1980年美国耗资9亿美元制订了一项开发风能的8年计划，将利用风力发电的电量提高至占美国全部用电量的20%，在加利福尼亚州目前已拥有2000个以上总发电能力14.2万千瓦的风力发电站，至2000年能占该州总发电量的8%。此外，丹麦、瑞典、英国、德国等国家也十分重视对风能的利用投资。
我国风能的利用我国是利用风能最早的国家之一，早在二千多年以前，古代劳动人民就利用风能碾磨粮食、驱动帆船和提水灌溉等。20世纪50年代以来，历经多年的科学研究，我国目前在风能利用技术方面有很大进展，已研制出风力发电机50多种，约7万多台。我国科研人员还研制出低风速小型风力发电机，在风速为3～4米/秒甚至更低的风速下也能发电，这一科研成果无疑使风能资源的利用前景更为广阔。风能资源的利用在我国已粗具规模：一是目前有8000余架传统风车，主要用于提水灌溉和晒盐；二是用于发电的风力机由1976～1986年的13台增加到目前7万余台。内蒙古锡林郭勒盟1983年底就已安装微型风力发电机540多台，目前发展到700余台。西藏那曲地区也已引进和安装了几十台小型风力发电机。此外，在浙江嵊泗（图40）、笠山，北京八达岭等地建成了三个风力发电试验站，先后安装10千瓦以下机组9台。现在，我国主要以50、100、1000、2000瓦的微型和小型风力发电机为主，正在全国推广。再加上太阳能、沼气等新能源的应用和推广，为我国农村能源开辟了美好前景。据农业部透露：我国已有478万农（牧）户、1800多万农村人口用上了风能和沼气新能源。在今后10～15年内，风力发电将在我国东南沿海、“三北”地区及青藏高原等地基本普及，并将开发风力田，以获得更多能源。
图40舟山群岛中嵊泗岛上的风力发电站
H. 利用风能的好处
风能为洁净的能量来源。 内蒙古草原上的风力发电机
风能设施日趋进步，大量生产降低成本，在适当地点，风力发电成本已低于发电机；风能设施多为不立体化设施，可保护陆地和生态。风力发电是可再生能源，很环保。
风能作为一种无污染和可再生的新能源有着巨大的发展潜力，特别是对沿海岛屿，交通不便的边远山区，地广人稀的草原牧场，以及远离电网和近期内电网还难以达到的农村、边疆，作为解决生产和生活能源的一种可靠途径，有着十分重要的意义。即使在发达国家，风能作为一种高效清洁的新能源也日益受到重视。
I. 风能有几种利用方式
利用风力机可将风能转化为电能、热能、机械能等各种形式的能量，用于发电、提水灌溉、制热供暖、助航等。小型风力发电和风力提水技术主要在农村应用。
风力发电是风能利用的主要形式。通常有三种运行方式：一是独立运行，通常是一台小型风力发电机向一户或几户提供电力，它用蓄电池蓄能，以保证无风时的用电。二是风力发电与其他发电方式（如柴油机发电）相结合，向一个单位或一个村庄供电。三是风力发电并入常规电网运行，向大电网提供电力，常常是一处风场安装几十台甚至几百台风力发电机，这是风力发电的主要发展方向。
J. 人类利用风能的方式有什么
风力发电机、船的风帆、农村利用风能扬场（把饱满的麦子与干瘪的麦子分开），风筝。。。