大放异彩的风能

在自然界，风是一种巨大的能源，它远远超过矿物能源所提供的能量的总和，是一种取之不尽、尚未得到大量开发利用的能源。

风能是空气在流动时所产生的能量，而大气运动的能量来源于太阳辐射。由于地球表面各处受太阳辐射后散热的快慢不同，加之空气中水蒸汽的含量不同，从而引起各处气压的差异，结果高压地区空气便向低气压地区流动，从而形成了风，因此，风能是一种不断再生的没有污染的清洁能源。太阳不断地向地球辐射能量，而到达地球的太阳辐射能中，约有 20％被地球大气层所吸收，其中只有很小的一部分被转化为风能，它相当于 10300 亿吨煤所储藏的能量。据计算，风能量大约相当于目前地球上人类一年所消耗能量总和的 100 倍。

风能的大小和风速有关，风速越大，风所具有的能量就越大。通常，风速为 8～10 米／秒的五级风可使小树摇摆，水面起波，吹到物体表面的力， 每平方米面积上达 10 公斤；风速 20～24 米／秒的九级风，可以使平房屋顶和烟囱受到破坏，吹到物体表面的力每平方米面积上达 50 公斤；风速为 50～ 60 米／秒的台风，对于每平方米物体表面的压力，高达 200 公斤。整个大气中总风力的约 1／4 在陆地上空，而近地面层每年可供利用的风能，约相当于500 万亿度的电力。由此可见，风能之大是多么的惊人。

人类对于风能的利用是比较早的。早在公元前一、二千年，我国就已开始使用风车。二千多年前我国已有了利用风力的帆船。19 世纪末，人们开始研究风力发电，1891 年丹麦建造了世界上第一座试验性的风能发电站；到了20 世纪初，一些欧洲国家如荷兰、法国等，纷纷开展风能发电的研究。第二次世界大战期间，人们开始用小型螺旋桨式风车发电。风速为 7～15 米／秒的风力可发出 300～500 瓦的电，而且还能给蓄电池充电，用来照明或开动小型机器设备。60 年代中期，由于石油供应比较充足，所以一些经济发达的国家对风能发电的研究兴趣有所减退。70 年代中期以来，由于能源供应紧张， 加之石油、煤炭对环境的污染日益严重，所以很多国家又开始对风能发电的研究重视起来，而且近年来还广泛开展了风能在海水淡化、航运、提水、供暖、制冷等方面的研究，使风能的利用范围得到了进一步扩大。

目前，世界各国对风能的利用，主要是以风能作动力和发电两种形式， 其中以风力发电为主。

以风能作动力，就是利用风来直接带动各种机械系统的装置，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， 世界上约有一百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。很多风力资源丰富的国家，科学家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。早在 1910 年，丹麦就已有数百个容量为 5～25 千瓦的风力发电站。到 50 年代中期，丹麦成千个农庄利用风力发电照明和提供所需要的电力。美国曾建造过一座 1250 千瓦的风力发电站，但由于发电机叶片重达八吨而被折断，故只运行了一年多就停止了试验。法国在 50 年代也建造了一座 800 千瓦的风力发电站；前联邦德国

建造的一座 100 千瓦的风力发电站，自 1959 年起一直向电网供电。

通常，人们按容量大小将风力发电站分为大、中、小三种。容量在 10 千瓦以下的为小型，10～100 千瓦的为中型，100 千瓦以上的为大型。中小型风力发电站主要用于充电、照明、卫星地面站电源、灯塔和作为导航设备的电源，以及为边远地区人口稀少而民用电力达不到的地方提供电能；大型风力发电站可用来为电网供电。