風能利用
正文
工業空氣動力學研究內容之一。風能資源十分豐富，太陽每年傳給地球的輻射能，約有2％轉換為風能,相當於2.85×1012千瓦。據統計,中國每年可利用的風能資源達1.6×108千瓦。中國在兩千年前就已利用風帆和豎軸風車。在蒸汽機出現以前,風能是僅次於薪柴的主要能源,直至19世紀中葉，一些國家所利用的風能仍占總能耗的20％～30％以上。後來，由於煤和石油的開發，風能的利用逐漸退居次要地位。近年來，由於能源短缺和環境污染日趨嚴重，風能重新受到重視。除用於航運、提水、海水淡化和取暖外，風力發電也迅速發展起來。
風能通常用風能密度P來度量,它表示每單位迎風面積可收集的風能的功率。
，式中v為風速；ρ為空氣密度。 從原理上講，只要是在風的流動中能產生不對稱力的物體,都能產生轉動、平動或振動,從而獲得風能。關鍵是用多大尺寸、多大成本，能獲得多大風能。風輪機根據流動機理可分為升力型和阻力型；根據轉軸相對於風流動的方向可分為迎風水平軸型、橫風水平軸型和豎軸型；按功率的大小,可分為微型(1千瓦以下)、小型(1～10千瓦)、中型 (10～100千瓦)和大型(100千瓦以上)。近年來，還出現許多依空氣動力原理進行革新的新型風輪機。風輪機的效率表為η＝Cpη1η2，η1和η2分別為機械和電氣傳動系統的效率；Cp為風輪的功率係數，Cp=
其中P為風輪輸出功率；S為風輪葉片掃掠面積。功率係數理論最大值Cp
=0.593,稱為貝茲極限。目前，世界上運行的最大風輪機的功率為3000千瓦。 風能利用是一項綜合性的工程技術。它須從技術上可行、經濟上合算和使用上安全等方面進行分析研究。近期風輪機的發展趨勢以中、小型為主，用於提水、與蓄電池組或與柴油機聯用發電等；同時著手研製大、中型風輪機，考慮風車群技術，用於併網供電以及風帆航運技術等。
參考書目
F. R. Eldridge, Wind Machines， 2nd ed., Van Nostrand Reinhold Co.,New York,1980.
V.D.Hunt, Windpower, A Handbook on Wind Energy Conversion Systems,Van Nostrand Reinhold Co.,New York,1981.
本間琢也著：風力ェネルギ—読本,オ—ム社，東京，1979。
