风能的发展历史和利用价值如何？
人类利用风能已经有几千年的历史，埃及、巴比伦和中国等古文明是世界上最早利用风能的国家。风帆助航是风能利用的最早形式。直到19世纪，帆船一直是海上运输的主要手段。风力提水是早期风能利用的主要形式，公元前3600年左右的古埃及就有风车用于提水和灌溉。12世纪初，风车传入欧洲，在蒸汽机发明之前，风车一直是那里的重要动力源。被称为“低洼之国”的荷兰，长期以来一直利用风车排水，用于农耕、磨粉、采油和锯木等。至今，成千上万的风车被作为文物保存下来，成为荷兰的象征。19世纪，当欧洲的风车逐渐被蒸汽机取代时，美国在开发西部地区时，使用了数以百万计的金属多叶现代风车来提水。中国也用风车提水1700多年。直到20世纪中叶，仅江苏省就有20多万台风车用于灌溉、排水和制盐。
风力发电是现代风能利用的主要形式。19年底，丹麦开始研发风力发电机(简称风轮机)，但直到上世纪60年代，虽然工业化国家制造出了一些样机，但除了充电用的小型风力发电机外，并没有商业化。从65438年到0973年，石油危机之后，人们意识到煤炭、石油等化石燃料资源是有限的，终将枯竭，燃料燃烧带来的空气污染、温室效应等环境问题日益严重。为了保护我们赖以生存的地球，大力发展可再生清洁能源，如风能、太阳能和海洋能，势在必行。风能利用再次受到重视，并取得了很大进展。截至1993年底，全球风力发电机组装机容量约300万千瓦，年发电量50亿千瓦时。风力发电有能力与传统能源发电竞争。
将风的动能转化为其他可以利用的能量形式(如电能、机械能、热能等)的机械。)统称为风能转换装置。风力涡轮机是最常见的风能转换装置。现代风力发电机一般由风轮系统、传动系统、能量转换系统、保护系统、控制系统和塔架组成。
风力发电机系统是风力发电机的核心部件，包括叶片和轮毂。风力涡轮机的叶片类似于飞机-直升机的转子，具有空气动力学形状，叶片截面类似于飞机机翼的翼型。从叶根到叶尖，扭转角和弦长有一定的分布规律。当气流(风)流过叶片时，会产生升力和阻力。它们的合力在风轮转轴垂直方向上的分量，可以使风轮转动并带动传动轴转动，将风的动能转化为传动轴的机械能。
风力发电机组的保护系统和调节系统是保证安全和提高功能的重要组成部分。风力发电机的调节系统是自动调节风轮运动参数的机构，主要由方向调节装置和速度调节装置组成。方向调节装置的作用是将风轮的旋转平面调节成垂直于气流方向，从而使风力发电机的功率输出最大化。尾舵通常用于调整小型风力涡轮机的方向。当风轮的旋转轴线与气流方向不一致时，作用在尾舵上的气动力可以使风轮的旋转平面与气流方向保持一致。伺服电机常用于中大型风力发电机组。在风向标和转速表电机的控制下，可以前后旋转，调整方向。
垂直轴风力机的调速装置调节风轮的速度，在风力机工作风速范围内起到功率调节的作用，在高风速时起到保护作用。
塔架用于支撑风轮、机舱和风力涡轮机的其他部件。风轮放置在一定高度，利用风的切变效应增加风轮的输出功率。例如，在农村田间，如果10m高度的风速为5m/s，则20m和30m高度的风速可分别达到5.6m/s和6m/s。风轮的输出功率与风速的立方成正比。风轮在风速5m/s时，输出功率为100kW，风速6m/s时可达173kW..现代风力涡轮机在塔的底部配备了一个特殊的电子监控系统，使所有组件能够协调运行并监控故障。
风力发电机有很多种形式，每一种都有自己的特点。根据风力发电机组的额定功率，可分为微型(小于1 kW)、小型(1 ~ 10 kW)、中型(10 ~ 100 kW)和大型(大于100 kW)风力发电机组。根据风力机转轴的形式，有水平轴风力机和垂直轴风力机。最常见的是水平轴风力机，技术上已经成熟。与水平轴风力发电机相比，垂直轴风力发电机的优点是:它可以在任何风向运动，不需要方向调节装置；其次，发电机的位置靠近地面，便于维修。垂直轴风力机有两种，一种是阻力型，常见的有萨翁尼斯风力机、平板风力机和涡轮风力机。另一种是升力型，如φ形达里厄风轮和直叶片风轮。垂直轴风力发电机的缺点是启动和制动性能差。
根据叶片的数量，水平轴风力发电机有几种类型:单叶片、双叶片、三叶片和多叶片。水平轴风力机根据风轮、风向和塔架的相对位置来划分，有逆风风力机和顺风风力机。迎风型风力发电机是风先流过风轮，再流过塔架的那种；风先流过塔架再流过转子的顺风型风力发电机具有自动逆风的能力，但气流会在塔架后面形成涡流，降低转子的输出功率，这就是所谓的塔影效应。
人类对风能的利用按用途可分为多种形式，如风帆助航、风力提水、风力发电、风力供热等，其中风力发电是现代发展最重要的形式。
特别是近十年来，风力发电在世界上许多国家受到重视，发展和应用非常迅速。主要有几种应用方式:1。风力供电是独立的，即风力发电机输出的电能通过蓄电池向负载供电。一般微型风力发电机采用这种方式，适用于偏远地区的农村、牧区、海岛等地。当然，也有少数风能转换装置不需要电池直接向负载供电。2.风电并网供电，即风力发电机组接入电网并向电网输送电能的运行方式。这种方法通常被中大型风力发电机采用，既安全又容易，而且不需要考虑储能问题。3.风/柴油供电系统，即一种能量互补的供电方式，将风力发电机和柴油发电机结合在一个系统中，向负载供电。在电网未覆盖的偏远地区，该系统可以提供稳定、可靠、持续的电能，从而充分利用风能，节约燃料。4.风/光系统，即风力发电机和太阳能电池组成联合供电系统，也是一种能量互补的供电方式。在我国季风气候地区，如果采用该系统，可以全年提供相对稳定的电能输出，补充当地的电力不足。
风力提水是早期风能利用的主要形式，许多国家尤其是发展中国家仍在使用。风帆助航是风能利用的最早形式。现在，除了传统的帆船之外，还发展了主要用于海上运输的现代大型风帆助航船。1980年，日本建造了世界上第一艘现代风帆助航船——“新爱德”号，有两块面积为12.15 m× 8 m的矩形硬帆，横截面为层流翼型，采用现代空气动力学新技术。据统计，风帆作为船舶辅助动力，可降低油耗10% ~ 15%。
风力加热是近年来发展起来的一种风能利用形式。它通过加热器直接将风轮转轴输出的机械能转化为热能，用于温室取暖、水产养殖和农产品烘干。有两种类型的加热器:1。采用直接加热方式，如固-固摩擦加热器、搅拌液体加热器、油压阻尼加热器、压缩气体加热器等。2.采用电阻加热、涡流加热、电解水制氢等间接加热方式。目前，风力供热技术仍处于示范试验阶段。试验证明，直接加热装置的效率高于间接加热装置，且系统简单。