风能和阳光一样，是取之不尽，用之不竭的天态［再生］能源，全世界的风能蕴含量达一百兆MW［1014MW］，其中可用来发电的达一千万MW［107MW］，在燃料日益短缺的今天，此能源自然不容忽视。

人类自古就会便用风力，史料记载公元前两千年，我国就有人利用风力作为汲取盐水的动力。

风随处都有，遍布世界每个角落，但是在使用时却必须选取有适当风力的地点:此外风力在运用上有一缺点，就是不稳定，时大时小，用做动力还好，如用来发电则较麻烦。

与其它自然能源，如太阳能、海洋、地热等相比，风的能量密度还是蛮高的［风速在每秒10公尺时，每平方公尺的面积上，可获得356瓦的能量］，而且风是最洁净的能源，运转时噪音也很小，不会引起公害；唯一对生态环境的不良影响，就是规划，造形欠佳的风车会破坏自然景观，以及大型风车的扇叶，可能伤及空中的飞禽和昆虫。

对偏远的山区离岛，运用风力发电，可收节省输电费用或燃料费用之益处。

2．风的成因

风能来自太阳能，风的成因，可以说是地球接受太阳能后，遇大气温度不平衡时，而产生空气的流动。

由于地球与太阳相对运动的结果，使地球上不同纬度、不同地形［高度］的地方，产生季节及日夜的温度变化，而气流之流动又爱各地方温度、气压、地形的影响，因此各地方的风向、风速均时时在变。

但大体而言，每一地方都随地形、季节而有一特定的风向和平均风速。例如，海边往往有海陆风，白天往海吹，晚上往陆地吹，在山边别有山风，白天往山上次，晚上往山下吹，叉在山顶峭壁常有乱流，在山沟常有所谓风口的强风区，因此我们必须熟悉各地风力的特性，才能有效运用它。

3．风力的应用

由于风力的变动性，所以风力适于直接应用于产生动力，推动机械［例如研磨、灌溉等］，如果发电的话，也较适于电热［用制热油、热水、热蒸汽］用途，因电热装置本身会储存热能，因此对所发电能的大小，电压的高低，较不在意［电动机就不行了］。如果想要利用风力发电供一般用电的话，那么就必须另接装贮能装置，来调节有无;当风力多的时候，它可贮能，风力少时，它可释放能量，弥补风力之不足。

风能从风车收集转换为机械能，再经发电机、泵、搅拌式发热器等转换为其它型式的能量，必要时经过压缩空气、氢、蓄电池等贮存或运送，最后即可应用于各种能源消耗设备，以上这个流程即为风能的能源利用系统。

4．风力发电

电能在利用上以及在能源转换上，远比其它能源来得方便，为了使电能能够充分利用，还是得把风能转变为电能，亦即进行风力发电。

风力发电系统，最重要的就是风车，其次才是发电机和贮能装置，剩下的就是整流、稳压、换流等控制电路。

风车依转轴的方向，可分为水平转轴式和直立转轴式；水平转轴式的风车，发明较早，其叶片垂直于风向［大多指沿地表流动的风］，分螺旋桨型、荷兰型、多翼型等；直立轴的风车，其叶片围绕直立轴而转，不必调整去正对风向［可接受四面八方任一方向来风］，构造简单，价格较低廉，可分为打蛋器型［Dardeus］，圆筒型（Robinson）等。水平轴式风车中以高速螺旋桨型，直立轴中以打蛋器型效率较高。

水平轴的风车安装及搬运远比直立轴的麻烦，容量比较大的，往往要采用撑杆［起重架］把风车的塔架树立起来。比较起来小型风车及多扇叶风车较适合于低风速的地区来发电。

发电机配合风车来装设，故风车的大小或风力发电装置的大小，往往用发电量来描述，一般发电达100KW的称为大型机。目前建造风力发电系统发电的成本每度［KWH］分别为：1.5～3.5MW 的美金0.19元，350MW约为0.48元，小型的风车已达商业化阶段，可供购置为自备电源。大型的制造修护运转成本较高，以200KW至l000KW之间的较经济。选用风力发电装置应考虑；当地用电之需求，包括负载用电量、负载特性及种类，以及当地的风力特性。

风力发电机在风速达到激活风速时才开始发电，风速超出额定值时，风率转速虽升高，但其发且功率不变，直到风速高达截止风速时，风车会自动停止，以保护整个系统。

为了应付雷雨锋面经过，阵风或台风的影响，各风车容量，机型、特性、控制系统、并联方式以及风车之间排列位置，应慎重规划。

5．风力发电与贮能

风力发电时，发电量与风速的立方成正比，由于发电输出时大时小，因此采行各种贮能方式，以资调节，这些方式包括：

（1）采用蓄电池组，发电多时存起来，发电不足时，由蓄电池供电给负载，这种方法适用于小型风力发电。蓄电池与负发电机间接有交直流转换器，整流器和控制电路。

（2）与其它发电方式之供电系统相并联，例如附近的配电电路是由火力、水力或核能发电厂接出来的，那么经由控制系统就可以使两者并联互通有无。

（3）采用扬水即抽蓄方式，即风力发电多时，用多的电把水打往上池水库，缺电时再经水库放水，靠水力发尾机组发电来支持，这方法目前效率仍低，亦不经济。

（4）采用氢能储能，风力发出的电可用来制取氢气［例如电解水］，氢可以储存、运送也很方便，需要能量时，利用燃料电池即可立即发电，以供应用。

（5）采压缩空气贮能，以风力发电多余的电力［或机械动力］驱动空气压缩机，把空气压缩存入地下洞穴或人造地洞中贮存起来，留待需要电力时通往汽轮发电机组发电。

（6）配合太阳能发电，由于太阳能与风能有互为消长的现象，因此把太阳能发电系统和风力发电系统并联起来，可使供电变得较为稳定。

除此之外，尚有利用飞轮效应及MHD发电来储能的方式，仍在试验阶段。

6．风力发电的应用

任何风力够大且适当的地方都可以购置风力发电装置发电，因此目前风力发电的应用可以说非常广泛，例如海岛、山区、偏远地区、工地、营地、山庄、浮岛、灯塔、电台、中继站等地用做自备电源或辅助电源，供照明、电动仪具、电器、灌溉、通讯、空调、加热等用。