风能
风能的作用
风力发电
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风力泵水
采用风轮，传动装置将风能转化为机械 能，将水由深井中的水压管中抽出
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风帆助航
• 在机动船舶发展的今天，为了节约燃油和 提高航速，古老的风帆助航也得到了发展。 一些万吨级货船采用电脑控制的风帆助航， 节约率达15%
风力致热
• 风力致热是将风能转换成热能。目前有三 种方法
1.风力机发电，再将电能通过电阻丝发热，变 成热能
目前风能主要用于以下几个方面
• 风力发电 • 风力泵水 • 风帆助航 • 风力致热
风力发电原理
• 把风的动能转变成机械动能，再把机械能 转化为电力动能，这就是风力发电。风力 发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋 转，再透过增速机将旋转的速度提升，来 促使发电机发电。依据目前的风车技术， 大约是每秒三米的微风速度（微风的程 度），便可以开始发电。
风能
——可再生，无污染的能源
• 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 动作去能的历史可以追溯到公元前。 我国是世界上最早利用风能的国家之一。 公元前数世纪我国人民就利用风力提水、 灌溉、磨面、舂米,用风帆推动船舶前进。 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。到了宋代更 是我国应用风车的全盛时代,当时流行的垂 直轴风车,一直沿用至今。
2.风力机将风能转换成空气压缩能，再转换成 热能
3.由风力机直接转换成热能
谢谢
风能简介
风能风能是地球表面大量空气流动所产生的动能。
由于地面各处受太阳辐照后气温变化不同和空气中水蒸气的含量不同，因而引起各地气压的差异，在水平方向高压空气向低压地区流动，即形成风。
人们可以用防风车把风的动能转化为旋转的动作去推动发电机来产生电力，方法是通过转动轴将转子的旋转动力传送至发电机。
风能作为一种纯净的可再生能源，不存在常规能源所造成的环境污染问题，被世界各国所普遍关注与优先发展。
我国是世界上风力资源占有率最高的国家之一。
我国位于亚洲大陆东南、濒临太平洋西岸,季风强盛。
据国家气象局估计,全国风力资源的总储量为每年16亿kw,近期可开发的约为1．6亿kw,内蒙古、青海、黑龙江、甘肃等省风能储量居我国前列,年平均风速大于3m／s的天数在200天以上。
据资料统计，我国10 m 高度层风能资源总量为3226GW，其中陆上可开采风能总量为253GW，加上海上风力资源，我国可利用风力资源约为1000GW。
如果风力资源开发率可达到60%，仅风电一项就可支撑我国目前的全部电力需求。
我国利用风电起步较晚，和世界上风电发达国家如德国、美国、西班牙等相比还有很大差距。
风电是20 世纪80 年代开始迅速发展起来的，初期研制的风机主要是1kW、10kW、55kW、220kW 等小型风电机组，后期开始研发可充电型风电机组，并在海岛和风场广泛应用。
至今，我国已经在河北张家口、内蒙古、山东荣城、辽宁营口、黑龙江富锦、新疆达坂城、广东南澳和海南等地建成了多个大型风电场，并且计划在江苏南通、灌云及盐城等地兴建GW 级风电场。
截止2007 年底，我国风机装机总量已达6.05 GW，年发电量占全国发电量的0.8%左右，比2000 年风电发电量增加近10 倍。
2008 年一年新增风电装机容量625 万千瓦，比过去20年累计的总量还多，新增装机增长率约为89%。
累计风电装机容量约1215 万千瓦，占全国装机总量的1.5%，累计装机增长率为106%。
风能介绍
风能大气运动形成风。
风可以酿成巨大灾害，但也是一种巨大的能源。
合理利用风能，既可以减少环境污染，也可以减轻越来越大的“能源短缺”的压力。
风，起源于太阳，风能是太阳能的一部分。
顾名思义，要想获得风能就先要有风。
风能是因空气流做功而提供给人类的一种可利用的能量，即为空气流所具有的动能。
由能量公式，我们可以知道速度越大，能量就越大。
而风又是如何产生的呢，它是由太阳辐射热引起的。
太阳照射到地球表面，地球表面各处受热不同，产生温差，从而引起大气的对流运动形成风。
风能归根到底也是来源于太阳能。
到达地球的太阳能中虽然只有大约2％转化为风能，但其总量仍是十分可观的。
所以如果我们能很好地利用它，将会产生巨大的经济效益。
风能作为一种天然能源，与其他能源尤其是矿物能源相比，它有如下几个特点：(1) 蕴藏量丰富。
大家都知道与常规能源相比，水能巨大，殊不知风能是全球水能的10倍多，我国仅陆地上就有风能资源大约 1.6×109kW。
(2) 可以再生，永不枯竭。
风能是太阳能的变异，只要太阳和地球存在，就有风能，它取之不尽，用之不竭，是可再生的。
(3) 清洁无污染，随处都可开发利用。
煤、石油、天然气的大量消耗，核电站的广泛建设，均会给人类生活环境造成极大污染和破坏，危害人类健康，而风能开发就没有这样的弊病，而且风能开发利用越多，空气中的漂尘和降尘会越少。
另外，风能的开发也不存在开采和运输问题，无论何地(海边、平原亦或山区)都可建立风电站，就地开发，就地利用。
即使要远程运输也是通过电网，相对要简便且不会造成污染和环境问题。
(4) 随机统计性。
风能从微观短时间上来看是随机的，忽大忽小，忽左忽右，这就决定了风能的不可控特性；然而，从宏观长时间上来看，风能还是具有一定的统计规律特性的，在一定程度上又是可以预测和利用的。
风能的储量可通过如下公式加以测算：E＝1/2gρA V3（kg·m／s)。
式中：A—空气流动面积(m2）；V—风速(m/s)；ρ—空气密度(kg/m3)；g—重力加速度(m/s2)。
风能的几个概念
风能的几个概念风向：风向对于选择风机安装饰和风场排布都是非常重要的。
风向是由风吹来的方向确定的，即假如风是从东边吹来的，则称之为东风，气象上习惯将风向分为16个方位，即以正北为零，顺时针每转过22.5°为一个方位。
风能密度：风能密度是气流在单位时间内垂直通过单位面积的风能W＝0.5ρV3瓦/米2，他是描述一个地方风能潜力的最便利最有价值的量，但是在实际当中风速每时每刻都在变化，不能使用某个瞬时风速值来计算风能密度，只有长期风速观看资料才能反映其规律，故引出了平均风能密度的概念。
平均风能密度：由于风速的随机性很大，用某一瞬时的风速无法来评估某一地区的风能潜力，因此我们将平均风速代入上式得出平均风能密度W＝1/T∫0.5ρV3dtW―――该段时间0－T内的平均风能密度ρ―――空气密度(ρ的变化可以忽视不计)V―――对应T时刻的风速W＝ρ/2T∫V3dt＝ρ/2N∑Vi3有效风能密度：在实际的风能利用中，对于那些不能使风能转换装置如风力发电机启动或运行的风速，例如0～3米的风速不能使风机启动，超过风机运行风速将会给风机带来破坏，故这部分风速也无法利用，我们除去这些不行利用的风速后，得出的平均风速所求出的风能密度称之为有效风能密度。
依据上述有效风能密度的定义得出计算公式：W＝∫0.5ρV3P(v)dvV1――― 启动风速V2―――停机风速P(v)―――有效风速范围内的条件概率分布密度函数年风能可利用时间：年风能可利用时间是指一年之中可以运行在有效的风速范围内的时间，它可由下式求得：t＝Nexp[―(V1/c)k]―exp[―(V2/c)k] 式中N为全年的小时数，V1为启动风速，V2为停机风速，C、K为威布尔分布的两个参数。
风能的应用
风能的应用风能是一种可再生的清洁能源，具有很大的开发利用潜力。
风能的应用主要集中在风力发电、风力泵、风能干燥、风能制冷、风能提水、风能粉碎、风能运输等领域。
以下是风能应用的具体内容：1. 风力发电风力发电是风能最重要的应用之一，通过风力发电机组将风能转化为电能。
风力发电具有清洁、可再生、无污染、低碳环保等优点，在全球范围内得到了广泛的应用。
风力发电的原理是，利用风力带动风车叶片旋转，再通过增速机将旋转的速度提升，从而驱动发电机发电。
根据风力发电机组的不同，风速、风向等条件的不同，风能发电的效率也有所不同。
2. 风力泵风力泵是一种利用风能进行灌溉的设备，适用于缺水地区。
风力泵将风能转化为机械能，再通过机械传动将水输送到需要灌溉的地区，从而实现灌溉的目的。
风力泵具有节能、环保、操作简便等优点，因此在一些缺水地区得到了广泛的应用。
3. 风能干燥风能干燥是一种利用风能进行干燥的技术，适用于农业领域。
风能干燥具有节能、环保、干燥效率高等优点，因此得到了广泛的应用。
风能干燥的原理是，利用风吹过物体表面时，带走物体表面的水分，从而实现干燥的目的。
4. 风能制冷风能制冷是一种利用风能进行制冷的技术，适用于建筑领域。
风能制冷的原理是，利用温差效应和热力学原理，通过自然通风和热交换等方式，实现建筑物的制冷。
风能制冷具有节能、环保、舒适度高等优点，因此在一些建筑领域得到了广泛的应用。
5. 风能提水风能提水是一种利用风能进行提水的技术，适用于缺水地区。
风能提水的原理是，利用风力带动涡轮机旋转，再通过传动装置将水提取到需要的地方。
风能提水具有节能、环保、操作简便等优点，因此在一些缺水地区得到了广泛的应用。
6. 风能粉碎风能粉碎是一种利用风能进行粉碎的技术，适用于一些工业领域。
风能粉碎具有节能、环保、粉碎效果好等优点，因此得到了广泛的应用。
风能粉碎的原理是，利用风吹过物料表面时，通过高速气流将物料粉碎。
7. 风能运输风能运输是一种利用风能进行运输的技术，适用于一些特定场景。
风能的利用方式
风能的利用方式风能是一种可再生能源，利用风能已成为世界各国发展清洁能源的重要方式。
在过去的几十年里，人们已经开发出多种利用风能的方式，以满足日益增长的能源需求，同时减少对传统能源的依赖。
本文将介绍几种常见的利用风能的方式。
1. 风力发电：风力发电是利用风力将风能转化为电能的过程。
通过安装在大型风力发电机上的叶片，当风吹过时，叶片会旋转，驱动发电机发电。
这种方式不仅可以为家庭和工业提供电力，还可以作为国家能源系统的一部分，为整个地区提供电力。
风力发电具有环保、可再生、无排放等优点，因此在全球范围内得到了广泛应用。
2. 风能储存：由于风能的不稳定性，风力发电并不能持续并且稳定地提供电力。
因此，风能储存成为解决这个问题的重要方式之一。
风能储存可以通过多种技术来实现，如压缩空气储能、电池储能和水泵储能等。
这些技术可以在风力充足时储存多余的电能，以备不时之需，提高风力发电的可靠性和稳定性。
3. 风能供暖：除了发电外，风能还可以用于供暖。
在一些寒冷的地区，人们可以利用风能为房屋提供暖气。
通过将风能转化为热能，可以使房屋保持温暖，减少对传统能源的依赖。
这种方式不仅能够降低能源消耗，还可以减少温室气体的排放，对环境更加友好。
4. 风能泵水：风能还可以用于泵水。
在一些干旱地区，人们可以利用风能将地下水或水源抽取到地面上，用于农田灌溉、家庭用水等。
这种方式可以解决水资源短缺的问题，提高农田产量，改善生活条件。
5. 风能航行：风能还可以用于航行。
在古代，人们利用风力驱动帆船进行航行。
如今，虽然航行方式已经发生了很大的变化，但是利用风能进行航行的概念依然存在。
例如，一些现代帆船和风能助推船利用风力进行航行，减少对化石燃料的依赖，减少航行对环境的影响。
利用风能的方式多种多样，可以应用于电力、供暖、泵水和航行等不同领域。
随着科技的不断进步和创新，相信未来还会有更多新的利用风能的方式被开发出来。
风能的利用不仅可以满足能源需求，还可以减少对传统能源的依赖，保护环境，促进可持续发展。
风能的原理和应用
风能的原理和应用一、风能的原理风能是一种可再生能源，是指通过风的气流运动来产生能量的一种形式。
风能的产生与地球的自转和太阳辐射导致的温度差有关。
在太阳辐射影响下，地球的不同地区表面受到的热量不均匀，形成不同的气压分布。
这使得大气形成了气流，其中的风就是一种表现形式。
风能的原理主要包括以下几个方面： 1. 温度差异：地球的不同地区受到的太阳辐射量不同，造成气流中存在温度差异，从而形成了风。
2. 高低压差：在地球表面的不同区域，由于温度差异导致空气密度不同，形成高压区和低压区。
风就是由高压区向低压区的气流运动。
3. 科里奥利力：由于地球自转，气流在北半球受到科里奥利力的影响，呈逆时针方向偏转；在南半球则呈顺时针方向偏转。
二、风能的应用风能作为一种清洁的能源形式，具有很多应用，目前主要包括以下几个领域：2.1 风力发电风力发电是风能最常见、应用最广泛的形式之一。
通过设置风力发电机组，利用风的能量驱动发电机转动产生电能。
风力发电具有环保、可再生、分布广泛等优点，同时也面临着需要稳定的风能资源、风力发电机组的维护和管理等挑战。
2.2 风能供暖利用风能进行供暖是一种低碳、环保的方式。
通过利用风能驱动热泵或风能供暖设备，将风能转化为热能，提供供暖服务。
这种方式不仅能减少对传统能源的依赖，还能减少温室气体的排放。
2.3 风能供水在一些干旱地区，利用风能进行供水是一种有效的方式。
利用风能驱动风能供水系统，将地下水或咸水抽取上来进行处理和利用，满足当地居民的日常用水需求。
2.4 风能车辆风能也可以应用于交通工具中，实现清洁、环保的出行方式。
例如，风能汽车利用风能驱动车辆前进，减少了对传统燃料的依赖，并减少了尾气排放。
2.5 风能灯风能灯是利用风能发电的一种照明设备。
通过将风能转化为电能，供给灯具发光。
相比传统的照明方式，风能灯不需要外部电网供电，具有较低的能耗和较长的使用寿命。
三、风能的优势和挑战风能作为一种可再生能源，具有许多优势，但也面临一些挑战。
风能利用
第5讲风能5.1 风能概述5.1.1 风能利用1. 风的形成空气流动所形成的动能称为风能。
风能是太阳能的一种转化形式。
太阳的辐射造成地球表面受热不均，引起大气层中压力分布不均,空气沿水平方向运动形风。
风的形成是空气流动的结果。
风能利用形式主要是将大气运动时所具有的动能转化为其他形式的能。
2. 风能特点风不仅能量是很大的，而且它在自然界中所起的作用也是很大的。
它可使山岩发生侵蚀，造成沙漠，形成风海流，它还可在地面作输送水分的工作，水汽主要是由强大的空气流输送的，从而影响气候，造成雨季和旱季。
专家们估计，风中含有的能量，比人类迄今为止所能控制的能量高得多。
全世界每年燃烧煤炭得到的能量，还不到风力在同一时间内提供能量的1％。
可见，风能是地球上重要的能源之一。
合理利用风能，既可减少环境污染，又可减轻越来越大的能源短缺的压力。
自然界中的风能资源是极其巨大的。
据世界气象组织估计，整个地球上可以利用的风能为2*107MW，为地球上可以利用的水能总量的10倍。
风能与其它能源相比，既有其明显的优点，又有其突出的局限性。
风能具有四大优点和三大弱点。
四大优点是：(1) 蕴量巨大(2) 可以再生(3) 分布广泛(4) 没有污染三大弱点是：(1) 密度低这是风能的一个重要缺陷。
由于风能来源于空气的流动，而空气的密度是很小的，因此风力的能量密度也很小。
在各种能源中，风能的含能量是极低的，给其利用带来一定的困难。
(2) 不稳定由于气流瞬息万变，因此风的脉动、日变化、季变化以至年际的变化都十分明显，波动很大，极不稳定。
(3) 地区差异大由于地形的影响，风力的地区差异非常明显。
一个邻近的区域，有利地形下的风力往往是不利地形下风力的几倍甚至几十倍。
3. 风能利用简介(1) 风力提水。
风力提水从古至今一直得到较普遍的应用。
风力提水作为风能利用的主要方式之一，在解决农牧业灌排、边远地区的人畜饮水以及沿海养鱼、制盐等方面都不失为一种简单、可靠、有效的实用技术。
风能计算公式
风能计算公式风能是一种重要的可再生能源，利用风能进行发电已成为一种常见的方式。
而计算风能的公式则是评估风能资源潜力和风力发电设备性能的关键。
以下将详细介绍风能计算公式的内容及其应用。
一、风能计算公式的基本原理风能计算公式的基本原理是基于风动能的转化。
风动能是指风的动力学能量，它与风速的立方成正比。
风能计算公式的核心是根据风速和风能转化效率来计算风能的可利用量。
1. 风速（V）：风能计算的关键参数之一，通常以米/秒（m/s）作为单位。
风速的大小直接影响风能的可利用性。
2. 空气密度（ρ）：风能计算公式中的另一个重要参数，通常以千克/立方米（kg/m³）作为单位。
空气密度反映了单位体积空气中所含质量的大小，对风能的计算具有重要影响。
3. 风能转化效率（η）：风能转化效率是指风力发电设备将风能转化为电能的能力，通常以百分比形式表示。
风能转化效率的大小取决于风力发电设备的设计和性能。
三、风能计算公式的具体表达方式风能计算公式的具体表达方式有多种，常用的公式有以下两种：1. 基于风速和空气密度的风能计算公式：风能（E）= 0.5 * ρ * A * V³其中，E表示单位时间内的风能，ρ表示空气密度，A表示风能装置的有效面积，V表示风速。
2. 基于风速、空气密度和风能转化效率的风能计算公式：风能（E）= 0.5 * ρ * A * V³ * η其中，E表示单位时间内的风能，ρ表示空气密度，A表示风能装置的有效面积，V表示风速，η表示风能转化效率。
四、风能计算公式的应用风能计算公式广泛应用于评估风能资源潜力和风力发电设备性能。
1. 评估风能资源潜力：通过测量风速和空气密度，并结合风能计算公式，可以评估某地区的风能资源潜力。
这有助于选择合适的地点建设风力发电场，提高风能利用效率。
2. 评估风力发电设备性能：风能计算公式还可以用于评估风力发电设备的性能。
根据实际测量的风速和空气密度，结合风能计算公式，可以计算出风力发电设备的发电量，从而评估其性能和效益。
什么是风能
什么是风能
风能是指利用风的动力将其转化为可用能源的过程。
风是大气运动的一种形式，它是由太阳辐射地球表面所产生的温差引起的。
当地球上的不同地区受到不同程度的太阳辐射时，会产生温度差异，从而引发气流的形成。
这些气流在地球表面产生风，风的能量可以被捕捉、转化和利用。
风能是一种可再生能源，因为它是由自然过程所产生的，且在地球上永远存在。
利用风能可以减少对传统化石燃料的依赖，降低碳排放和环境污染。
此外，风能还具有分布广泛、可再生性高、可预测性强等优点，使其成为全球范围内被广泛应用的清洁能源之一。
风能的利用主要是通过风力发电来实现的。
风力发电是指利用风力将风能转化为电能的过程。
风力发电的主要设备是风力发电机组，由风轮、发电机、塔架和控制系统组成。
当风吹动风轮时，风轮会带动发电机转动，通过发电机将机械能转化为电能。
这种电能可以直接供给电网使用，或者储存起来以备不时之需。
风能的利用需要考虑多个方面的因素，如风资源的评估、风力发电机组的设计和布局、电力系统的接入等。
同时，风能的利用也面临一些挑战，如风能资源的不稳定性、风力发电机组的成本和可靠性等。
因此，科学家和工程师们一直在不断研究和改进风能技术，以提高其效率和可靠性。
风能在全球范围内得到了广泛的应用和发展。
许多国家都在积极推动风能产业的发展，通过政策支持和技术创新来推动风能的利用。
目前，风力发电已成为全球最主要的可再生能源之一，其装机容量和发电量逐年增长。
在未来，随着技术的进步和成本的降低，风能有望成为更加重要和可持续的能源选择，为人类提供清洁、可靠的能源供应。
风能
目前中国已研制出100多种不同型式、不 同容量的风力发电机组，并初步形成了 风力机产业。尽管如此，与发达国家相 比，中国风能的开发利用还相当落后， 不但发展速度缓慢而且技术落后，远没 有形成规模。在进入21世纪时，中国应 在风能的开发利用上加大投入力度，使 高效清洁的风能能在中国能源的格局中 占有应有的地。
风力发电需要大量土地兴建风力发电场， 才可以生产比较多的能源。 进行风力发电时，风力发电机会发出庞 大的噪音，所以要找一些空旷的地方来 兴建。 现在的风力发电还未成熟，还有相当发 展空间。
风速不稳定,产生的能量大小不稳定 风能利用受地理位置限制严重 风能的转换效率低
风能利用展望
风能到2020年可满足全球12%的电力需求，在2030年 更可达至22%。 风能能够在减少主要温室气体排放的同时，满足全球日 渐增长的能源需求。报告预期全球的风能装机容量到 2020年可达10亿千瓦，从而可避免每年15亿吨的二氧 化碳排放
优点
风能为洁净的能量来源。 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。
缺点
风力发电在生态上的问题是可能干扰鸟类，如 美国堪萨斯州的松鸡在风车出现之后已渐渐消 失。目前的解决方案是离岸发电，离岸发电价 格较高但效率也高。 在一些地区、风力发电的经济性不足：许多地 区的风力有间歇性，更糟糕的情况是如台湾等 地在电力需求较高的夏季及白日、是风力较少 的时间；必须等待压缩空气等储能技术发展。
风力发电机
风力发电机一般是由风轮、发电机（包 括传动装置）、调向器（尾翼）、塔架、 限速安全机构和储能装置等构件组成。 风力发电机的工作原理比较简单，风轮 在风力的作用下旋转，它把风的动能转 变为风轮轴的机械能。发电机在风能轴 的带动下旋转发电。
风能
因为风涡轮提取能量，空气减速，导致它对传播并且在风涡轮附近在某种程度上牵制它。德国物理学家，阿 尔伯特Betz， 1919年确定风涡轮可能提取至多将否则流经涡轮的横断面的59%能量。
来源
风能风是地球上的一种自然现象，它是由太阳辐射热引起的。太阳照射到地球表面，地球表面各处受热不同， 产生温差，从而引起大气的对流运动形成风。风能就是空气的动能，风能的大小决定于风速和空气的密度。全球 的风能约为2.74X109MW，其中可利用的风能为2X107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。空气流动 所形成的动能及为风能。风能是太阳能的一种转化形式。太阳的辐射造成地球表面受热不均，引起大气层中压力 分布不均，空气沿水平方向运动形风。风的形成乃是空气流动的结果。
能量分级
风之强弱程度，通常用风力等级来表示，而风力的等级，可由地面或海面物体被风吹动之情形加以估计之。 目前国际通用之风力估计，系以蒲福风级为标准。蒲福氏为英国海军上将，于 1805年首创风力分级标准。先仅 用于海上，后亦用于陆上，并屡经修订，乃成今日通用之风级。实际风速与蒲福风级之经验关系式为：
西班牙
位于西班牙东北方Aragon的La Muela，总面积为143.5平方公里。1980年起，新任市长看好充沛的东北风 资源而极力推动风力发电。近20年来，已陆续建造450座风机（额定容量为237MW），为地方带来丰富的利益。当 地政府并借此规划完善的市镇福利，吸引了许多人移居至此，短短5年内，居民已由4,000人增加到12,000人。La Muela已由不知名的荒野小镇变成众所皆知的观光休闲好去处。
风能计算公式及方法
风能计算公式及方法引言。
风能作为一种清洁可再生能源，受到了越来越多的关注和重视。
在风能资源评估和风电场规划中，对风能的准确计算和评估是至关重要的。
本文将介绍风能计算的基本公式和方法，希望能够对相关领域的研究人员和工程师有所帮助。
风能的基本原理。
风能是指风的动能被转化为其他形式的能量的过程。
在风力发电中，风的动能被转化为机械能，然后再转化为电能。
风能的大小取决于风速和空气密度，一般可以用以下公式来表示：E = 0.5 ρ A v^3。
其中，E表示单位时间内通过单位面积的风能，ρ表示空气密度，A表示受风面积，v表示风速。
这个公式表明，风能与风速的立方成正比，与受风面积和空气密度成正比。
风速的测量。
风速是计算风能的重要参数，因此需要准确地进行测量。
一般来说，风速可以通过风速计来进行测量。
风速计一般包括杯式风速计、超声波风速计、激光多普勒风速计等。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的风速计进行测量。
受风面积的计算。
受风面积是指风能转化设备（如风力发电机组）所受到的风的作用面积。
在实际应用中，受风面积可以通过风能转化设备的叶片面积来进行估算。
叶片面积越大，受风面积就越大，从而可以获得更多的风能。
空气密度的计算。
空气密度是指单位体积内的空气质量，通常用ρ来表示。
在不同的海拔和气温下，空气密度会有所不同。
一般来说，可以通过以下公式来计算空气密度：ρ = P / (R T)。
其中，P表示大气压强，R表示气体常数，T表示绝对温度。
根据这个公式，可以通过测量大气压强和温度来计算空气密度。
风能的计算方法。
在实际应用中，可以通过以下步骤来计算风能：1. 测量风速，使用风速计等设备来测量风速。
2. 计算受风面积，根据风能转化设备的叶片面积来估算受风面积。
3. 计算空气密度，通过测量大气压强和温度来计算空气密度。
4. 计算风能，根据上述公式，将测得的风速、空气密度和受风面积代入公式中，即可计算出单位时间内通过单位面积的风能。
风能PPT课件
海
亚洲东 • 风速均在6至7m/s以上，甚至部分区域的风速甚至达到8到9m/s。地震台风海啸等自然灾 部及其 害较多，不利于风能开发 沿海地
区
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风能及其分布
沙漠及以北地区风速基本在6-7m/s以上
撒哈拉 沙漠
沙漠以南风速较低，大部分地区均在5m/s以下，部分地区甚至不到3m/s,只 有南非陆上风力资源较好，其风速可以达到7m/s
所谓的海陆风也是白昼时，大陆上的气 流受热膨胀上升至高空流向海洋，到海 洋上空冷却下沉，在近地层海洋上的气 流吹向大陆，补偿大陆的上升气流，低 层风从海洋吹向大陆，称为海风
风的形成
海陆风
夜间时，情况相反，低层风从大 陆吹向海洋，称为陆风。一般海 风比陆风要强。白天海陆温差大， 陆地的气流又很不稳定，有利于 海风的发展。而夜间海陆温差较 小，海上气层相对稳定一些，不 利于陆风的发展。
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风能的优缺点
优点： ① 风能为洁净的能量来源。 ② 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其它发电机。 ③ 风能设施多为不立体化设施，可保护陆地和生态。 ④ 风力发电是可再生能源，很环保，很洁净。 ⑤ 风力发电节能环保。
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风能的优缺点
风能的应用与历史
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人类利用风能的应用与历史
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风能的应用与历史
人类使用风能历史： 人类利用风能的历史可以追溯 到公元前。古埃及、中国、古 巴比伦是世界上最早利用风能 的国家之一。公元前利用风力 提水、灌溉、磨面、舂米，用 风帆推动船舶前进。由于石油 短缺，现代化帆船在近代得到 了极大的重视。到了宋代更是 中国应用风车的全盛时代，当 时流行的垂直轴风车，一直沿 用至今。
风能特点和用途
风能特点和用途
1.风能是一种清洁、可再生的能源，不像化石燃料一样会排放有害的气体。
2. 风能源可以在大多数地方使用，不受地理位置限制。
3. 风能设备的维护成本较低，使用寿命长。
4. 风能不像太阳能那样只有白天才能产生能量，它可以在白天和晚上都产生能量。
用途：
1. 发电：风能最常见的用途是产生电力。
通过风力发电机将风能转化为电能，可以为家庭、企业、城市等提供电力。
2. 机械运动：风能也可以用于驱动机械运动，例如风车可以用来磨面粉或抽水。
3. 交通工具：风能可以应用于轨道交通、轮船等交通工具的动力源。
4. 农业：风能可以用来驱动灌溉系统和水泵，帮助农民进行灌溉和排水。
总之，风能是一种非常有潜力的能源，它可以帮助我们为未来创造一个更清洁的世界。
- 1 -。
风能计算公式及方式
风能计算公式及方式风能是一种清洁、可再生的能源，被广泛应用于发电、供暖等领域。
在风能的利用过程中，我们需要了解如何计算风能的大小以及利用风能的方式。
本文将介绍风能的计算公式及方式，帮助读者更好地理解和应用风能。
一、风能的计算公式。
风能的大小取决于风速和空气密度，一般来说，风速越大、空气密度越大，风能就越大。
风能的计算公式如下：E = 0.5 A ρ V^3。
其中，E代表单位时间内的风能，单位为瓦特（W）或千瓦（kW）；A代表受风装置的有效面积，单位为平方米（m^2）；ρ代表空气密度，单位为千克/立方米（kg/m^3）；V代表风速，单位为米/秒（m/s）。
根据这个公式，我们可以通过测量风速和空气密度，以及了解受风装置的有效面积，来计算风能的大小。
这个公式为我们提供了一个基本的计算框架，帮助我们更好地理解风能的产生和利用。
二、风能的利用方式。
1. 风力发电。
风力发电是目前最常见的风能利用方式。
通过风力发电机，将风能转化为电能。
风力发电机一般由风轮、发电机、塔架等组成，当风轮受到风力作用时，带动发电机转动，产生电能。
风力发电是一种清洁、可再生的能源，受到越来越多的重视和应用。
2. 风能供暖。
除了发电，风能还可以用于供暖。
在一些地区，人们利用风能来驱动风力暖炉，将风能转化为热能，用于取暖。
这种方式不仅节能环保，而且成本较低，受到一些地区的欢迎。
3. 风能储存。
风能的不稳定性是其一个缺点，有时风速过大，有时风速过小，这就需要我们寻找一种方式来储存风能。
目前，一些科研机构正在研究风能的储存技术，如将风能转化为压缩空气或储存在电池中，以便在需要时使用。
4. 风能在交通运输中的应用。
风能还可以用于交通运输领域。
一些新型交通工具，如风能汽车、风能船等，利用风能来驱动，减少对传统能源的依赖，减少对环境的污染。
以上是风能的一些常见利用方式，随着科技的发展，风能的应用领域还将不断扩大。
三、风能的计算实例。
为了更好地理解风能的计算公式及方式，我们可以通过一个实例来进行计算。
风能概况
技术和产业发展
提高风电技术研发能力，将自主创新与技术引进和消化吸收再创 新相结合，建立和形成以国内制造为主的风电装备能力。支持技术 研发能力较强的风电设备制造企业引进国外先进技术，并进行消化 吸收和再创新，逐步形成具有自主知识产权的风电技术和产品。 “十一五”时期，继续促进已批量生产的国产化风电机组的规模化 应用，并实现向兆瓦级风电机组的升级换代。在初步形成国内制造 装备能力的基础上，采用技术引进、联合设计、自主创新等方式， 掌握1.5兆瓦及以上风电机组集成制造技术，并开发了3兆瓦级的海 上风电机组。发挥我国在机电设备制造方面的优势，充分利用国内、 国际市场，培育技术水平较高、市场竞争力较强的风电设备配套零 部件制造产业。
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2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。
业化风力发电缺乏科学性风场评估的可行性论证支持;
2）存在风电和电网的连接和储能问题,大量风电输送 到电力需求企业面临困难;
3）我国风电设备制造水平较低,已经成为国际主流 机型的兆瓦级组在我国尚处于研制阶段;
4）自主研发力量严重不足,由于国家和企业投入的 资金 较少,缺乏基础研究的积累和人才,总体上还处于 跟踪和引进国外的先进技术阶段；
要是小型风力发电机和风力提水机。 • 从80年代开始在国家政策的扶持下，我国风电产业发展势头
迅猛。数据显示，2008年新增风电装机容量630万瓦，总装 机容量累计达到1221万千瓦，成为继美国、德国、西班牙 之后世界第四的风电大国。风电设备制造厂商也由2007年 的30多家发展到2008年的70多家,增长了一倍还多。 • 按照2009年《新能源产业振兴规划》草案，力争用十多年 时间，在河北、内蒙古、甘肃、江苏、吉林等地形成几个上 千万千瓦级的风电基地，争取实现到2020年风电装机规模1 亿千瓦左右。意味着我国风电产业由此进入到快速发展时期。
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叶片个数对风力发电机的发电效率的影响
摘要：为什么现在风力发电机多为“一根杆子三根针”的结构。
关键字：一根杆子三根针 ,风能，风力发电机，叶片
引言：叶片式现代升力型风力机最核心的部件，设计优良的叶片是使风力发电机获得最大风能利用系数和良好经济效益的基础。
大型风力电机机组的风机叶片设计与制造是风电行业关键技术之一。
现如今几乎所有的风力发电机都采用3个叶片，也就是“一根杆子三根针”的结构，可是这是为什么呢？为什么是3个而不是更多的叶片呢？到底叶片个数对风能机的发电效率有着怎样的影响，即是本篇论文所要讨论与研究的内容。
风力发电机就是是将风能转换为机械功的动力机械，又称风车。
广义地说，它是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发动机。
风力发电利用的是自然能源。
相对柴油发电要好的多。
但是若应急来用的话，还是不如柴油发电机。
风力发电可视为备用电源，但是却可以长期利用。
风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。
依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。
风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。
风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行；我国也在西部地区大力提倡。
小型风力发电系统效率很高，但它不是只由一个发电机头组成的，而是一个有一定科技含量的小系统：风力发电机+充电器+数字逆变器。
风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。
每一部分都很重要，各部分功能为：叶片用来接受风
力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能；转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能；机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能。
风力发电机因风量不稳定，故其输出的是13～25V变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的电能变成化学能。
然后用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流220V市电，才能保证稳定使用。
（下图即为我们常见的风车图片）
上图是我们常见的风力发电机外观图，它有三个叶片，三个叶片与轮毂构成风轮，风轮转轴带动机舱内的发电机，由于风轮的转轴
是水平的，故称为水平轴风力发电机。
我们看到绝大多数风力发电机是三个叶片，这是为什么？
由于目前市面上比较主流的用法为三片式叶片，且根据收集的资料显示，三片式叶片在产生动力上相当顺畅，且旋转的力量也能达到平衡。
所以我们大胆预测：三叶片的发电功率最大，其次为五片式>四片式>二片式>一片式。
气流的流动让风力叶片升起，使转轴每分钟可旋转15~60圈。
传动装置让高速转轴每分钟旋转1200~1800圈，发电机就会产生交流电。
由于风速会改变，因此需要控制器内的电力整合电路，才能产生稳定的输出。
偏摇传动装置让旋转翼保持正对着风。
在紧急状况或进行维修时，可以利用刹车来停止转翼。
马达，齿输和轴承会让叶片以最佳的角度对着风，使升力达到最大，或者在风力太强时将叶片转开。
影响风车传动的变因很多，像风车叶片的角度，叶片的数目，叶片直径，叶片形状等。
现在，我们要讨论当叶片面积相同时，叶片数目对发电机功率的影响。
实验以排风机作为风源，吹动装有实验用风扇叶片的直流发电机，根据其电表电流值，测得各叶片的电功率。
一．实验变因
根据这次实验，可以分析出影响实验的变因操作变因为风力机上所装的叶片数目，有一片式至五片式。
而实验发现，一片式叶片的叶片会出现不平衡问题二找寻配重的材料，一片式叶片的配重材料为螺系和螺帽。
控制变因为无风及任何环境因子皆相同的情况下排风机吹
出风的大小，单片叶片的面积，叶片的材料，叶片与排风机的距离，马达与地面的距离。
应变变因为五组风力机的发出的电压值（V）及电流值（I）相乘所得到的电功率（P）。
二．材料
三．实验步骤
（一）叶片制作
1.依序画出一片至五片式叶片的草图，其中大长方形区域为4*10；
小长方形区域为2*1.（单位：公分）
2.依序画出一片式叶扇的叶片到五片式叶扇的叶片，如图一
图一：四片式叶片
3.将在白纸上画的风扇圆以双面胶贴至铝片上，如图二，用大剪刀
剪下大概形状后，在一一修改剪齐。
图二：一片式以胶带贴在铝片上
4.将齿输上的螺系空描至中间圆上，用电钻钻孔后，用砂纸磨边缘，
稍微修饰，如图三。
图三：从铝片上剪下五组叶片
5.用板子将叶片压平使每片皆在同一平面后，扭转出20度攻角，锁
上齿输即可测量，如图四。
图四：以量角器扭转出攻角
（二）测量
1.将叶片锁上直流发电机，如图五。
2.没30秒记录一次毫安培计和伏特计的值，持续五分钟后即有
10组数据的数值并以电流（mA）乘上电压（V）算出电功率，将其平均，并比较一到五组的电功率（电功率大者则发电功率
比较好）。
如图六
图六：豪安培计和伏特计
（三）实验结果
我们的实验是排风机平均风速为40.4m/s,叶片与排风机的距离为3m,马达与地面的距离为1.6m下进行的。
我们的实验结果如表一所示。
表一：实验数据
从表一可以发现：俩片式叶片所测量出来的值很不稳定，因为在实验过程中，叶片在直流发电机上一直不规律的晃动，进而影响到其受风面积，所以测出的数据值显示出二片式叶片的稳定性不足。
而三叶式~五夜式叶片的影响因素为总受风面积，总受风面积越大则测出的值越大。
从上图可知，发电功率以五片数最大，经过讨论后发现，其原因来自于总受风面积，总受风米阿尼越多则受风力越大，所产生的电压，电流越大，而发电功率也就越大。
由图发现俩片式叶片与三片式叶片的发电功率之所以相差这么多，是因为不平衡问题。
在实验中，发现俩片式在转动的同时，晃动程度比三叶式叶片的大上许多，也是因为这个原因为使受风总面积不稳定，进而影响到所测得的值。
由本实验可知，当单片叶片面积固定时，叶片数目越多的风扇，因其总受风面积越多，使其发电功率越大。
发电功率依次为：五片式>四片式>三片式>二片式>一片式。
有实验可知，五片式叶片的发电功率最好，可现在生活中为什么我们见到的大部分都是3叶式的呢？
我们通过下图来做简单的解释：图上部分是风通过普通三叶片的气流示意图，气流通过叶轮做功后速度减慢，由于速度变慢气流体积
有所增大，就有图中所示的气体发散的流动曲线。
多叶片大大增加了气体通过的阻力，气流会分开绕过叶轮流向后方，只有部分气流通过叶轮做功，由于阻力大，通过叶片的风速也会降低得较多，所以叶轮实际得到的风功率减少了，这就是多叶片风力机得不到更多风能的重要原因。
三叶片与多叶片的气流示意图
选取多少叶片合适，国内外做了大量实验，图5是从单叶片到五
叶片水平轴风力机的风能利用系数曲线图。
横坐标是叶尖速比，叶尖速比是风轮叶片尖端线速度与进风轮前的风速之比；纵坐标是风能利用系数，风能利用系数是风力机获得的功率与通过风力机叶片扫掠面积的风功率的比值。
图五
从风能利用系数曲线图中看到5叶片到3叶片都有较高的最大风能利用系数，但5叶片与4叶片叶在最大风能利用系数时尖速比范围较小（即可用风速范围较小）。
由于风力发电机希望转速高，在较宽的风速范围都能获得高的风能利用系数，也就是要能在较宽的叶尖速比范围工作，而且以合适的高转速运转，所以二、三、四叶片是风力发电机常用的选择，用得最多的是三叶片，这也就是“一根杆子三根针”的结构。
当然选择三个叶片还有风力机结构强度、制造成本、噪音、外观等原因。
多叶片风轮的实度大，风能利用率相对低一些，在图六中左侧示意多叶片风轮的风能利用系数曲线，它的叶尖速比范围也小（不超过2）。
但多叶片风轮也有优点，同样直径的风轮比少叶片风轮输出力矩大得多，而且低风速起动能力很强，所以在农村抽水、碾磨中用得较多。
在风速稳定的地区特别是低风速地区，根据不同用途，采用4至8个叶片的风力机有可能获得较好的风能利用效果。
图六
所以由以上分析可知，综合风力机结构强度、制造成本、噪音、外观等原因，我们一般情况下选择三叶片式的结构，及“一根杆子三根针”的结构。
而在风速稳定的地区特别是低风速地区，根据不同用途，最好采用4至8个叶片的风力机有可能获得较好的风能利用效果。
致谢
1、通过本次试验，让我了解了很多有关可再生能源的相关知识，尤其是对关风力发电机的相关知识，有了很深的了解。
在此，感谢孙传文等同学对我的帮助，也感谢各位在可再生能源领域有很深造诣的前辈老师，他们出版的书细心深刻的讲解了可再生能源的相关知识，尤其是：左然等老师出版的《可再生能源概论》，钱伯章《风能技术与应用》，郝毓灵吴新敏《新疆环境保护》等。
最后还要特别感谢左然老师，一学期来辛勤的讲解，悉心的指导。
2、/gb/technology/new_energy/web/a4_n18_nn123.h tml
3、http://www.vortex.es/
4、左然施明恒王希麟《可再生能源概论》
5、《中国能源》1999年09期
6、钱伯章《风能技术与应用》
7、郝毓灵吴新敏《新疆环境保护》 2001 第1期。