如何有效利用风能？

如果天不再蓝、电不够用，未来人类该如何选择？为了解决全球能源紧张和环境污染问题，大力发展清洁能源已成为缓解能源瓶颈的有效途径。利用清洁能源发电，能够减少对传统能源的消耗和对环境的污染，使我们的生活更加健康、节能低碳。

不必说文人墨客笔下“春风又绿江南岸”“柳絮池塘淡淡风”所呈现的充满诗情画意的风，单只讲为人类传递信息的风筝、提供动力的风车和风帆，都是人类有效利用风的杰作。风能相对于传统的化石能源，是一种清洁能源，利用风能的最好途径就是将风能转化为电能使用。

1、风是如何形成的？

风的能量主要来自于太阳能，太阳的辐射给地球上的空气加热时，地球大气受热并不均匀，温度高的地方空气上升，于是在地表形成了低压；温度低的地方空气下降，在地表形成了高压。高压和低压之间形成气压梯度，空气从高压区向低压区流动，就形成了水平运动的风。

2、风按照强度分类，可以分为哪几级？

你一定在天气预报中听到过类似这样的说法，“渤海风力6~7级转4~5级”。这里所说的“级”就是按照强度对风的分类，称为“蒲福风力等级”。它把风按照风速分为从0~12共13个等级，数字越高，风速越快，风中所携带的能量越大。

为了方便记录，人们还给这13个等级的风分别起了名字：0级为无风，1级为软风，2级为轻风，3级为微风，4级为和风，5级为清风，6级为强风，7级为疾风，8级为大风，9级为烈风，10级为狂风，11级为暴风，12级为飓风。

3、风能的特点是什么？

我们来看看风能的特点：首先，风能的蕴量巨大。太阳辐射到地球的能量中，有2%转化为风能，这可是一个非常庞大的数字。

地球上的风能约为27400亿千瓦，其中可以利用的约200亿千瓦，这个数量有多大呢？它是地球上可开发利用的水能总量的10倍！全世界每年燃烧煤炭得到的能量，还不到风能在同一时间内提供给地球能量的1%。

风能最厉害的地方还不仅限于此。风能是可再生的，几乎可以说是取之不尽、用之不竭的。另外，风能是清洁能源，现如今人们使用的风能利用技术不会造成空气污染。

然而有效地利用风能可并不简单，摆在人们面前的困难重重。

第一，风功率密度低，也就是说风能虽然大，但是很难集中利用。为什么说风能多，但不集中呢？如果我们利用化石能源，开采一个煤矿或者油田就行了；如果利用水能，在合适的地方修个水电站就可以了。风能四处皆是，很难把它们集中利用。因此需要选好风电场场址，形成规模化利用。

第二，风能是不稳定的，一阵风大，一阵风小，几乎没什么规律，让人很难掌控。

第三，风能的分布很不均匀。要想利用好风能肯定需要很多技术手段。

4、我国的风能主要分布在哪些地区？

度量一个地方风能资源是否丰富，我们常用“风功率密度”这个概念，它的单位是“瓦/平方米”。

如果我们把风能资源的多少画在中国地图上，就会见到一个很有意思的画面：西北、东北、华北、东南地区都是风能资源丰富的地方，中原地带和西南、东南部分地区的风能资源贫乏。

我国风能资源总的技术可开发利用量为7亿~12亿千瓦。蒙东、蒙西、新疆哈密、甘肃酒泉、河北坝上、吉林西部、江苏沿海、山东沿海等地区是我国风能资源最丰富的地区，50米高度3级以上风能资源潜在开发量约18.5亿千瓦，占全国陆上风能资源的77.7%。

5、人们是如何利用风能发电的？

风力发电的基本原理简单来说，就是将风的动能转变为机械能，再将机械能转变为电能。

具体来说，就是风吹过风车桨叶时在桨叶正反面形成压差，驱动风轮旋转，将风的动能转变为风轮的机械能。发电机在风轮的带动下旋转发电，将机械能转变为电能。实现这一能量转换的设备为风力发电机组。

风力发电机组的功率是衡量风力发电机组发电能力的指标，功率越大，则发电能力越强。风电机组在达到额定功率之前，其输出功率和风速的立方成正比，因此风速是风能资源的关键因素。

但是，人们从风中提取的能量最多只能是它的59.6%，一般情况下要小于40%。

小知识：风能利用的历史

人们很早就注意到风能是一种非常好的能源，而且一直在寻找各种有效利用的方法。在几千年之前，古埃及人就发明了风帆，他们在船上安上风帆，借助风力使船航行。中国在明代之后，开始普遍使用风帆驱动水车灌田。

18世纪，荷兰曾利用近万座风车将海堤内的水排干，成了著名的风车之国。这种风车在欧洲大陆很普遍，是机械能的主要来源。可是后来，蒸汽机、电动机等高效的新兴机械产品出现了，古老的风车显得又慢又笨，于是被纷纷弃之不用。

风能重新被规模利用，是1973年发生石油危机以后，美国、西欧的一些国家为寻求替代化石燃料的能源，利用计算机、空气动力学和材料科学等领域的新技术研制出现代风力发电机组，加之人们越来越意识到常规化石能源对环境的污染，于是积极开发清洁、可再生的能源。风能作为一种很好的清洁能源，如今越来越受到人们的重视，并被大规模开发利用。

我国在20世纪50年代后期开始风力发电研究工作。1986年，中国最早的风电场——马兰风电场的3台机组并网运行。

2006年1月1日，《中华人民共和国可再生能源法》正式实施，中国风力发电进入大规模发展阶段，装机规模持续迅猛增长。

2009年突破1000万千瓦，2012年突破5000万千瓦，取代美国成为世界第一风电装机大国。

截至2015年2月底，我国并网风电装机容量突破1亿千瓦，达到10004万千瓦，继续稳居我国第三大发电类型和世界风电装机首位。我国已成为全球风电装机增长速度最快、新增风电装机容量最大的国家。