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
能的利用张显双在自然界的能源中，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。现代利用风能的主要方式是风力发电，它的核心是风轮机。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
