在《赤壁赋》一文中，苏子写道，“惟江上之清风，与山间之明月……取之不尽，用之不竭。是造物者之无尽藏也！”古人把清风与明月这些自然资源视为无穷无尽的。风能也同样用不完，作为一种新型的高效的清洁能源，为人们合理进行自然资源的物质交换提供了良好契机。

经常能看到在高高的山顶上，巨大的白色扇叶旋转着，自动地将风能转化为电能储存下来，几乎不需要人为干预，那么风力发电具备这么多优点，为什么没有在现实生活中得到大面积广泛应用？

有风就能发电是真的吗?

风力发电机最早是由风车发展起来的，但由于风车是一种手工产品，每家每户做出来的风车都不一样，并没有一套严格的设计规范，所以它既有按照顺时针方向旋转，也有逆时针方向旋转。

在英国伦敦郊区，你能看到一种既有正向和逆向转动的风车。它们的速度彼此并没有太大的区别，只是方向不同而已。

2019年，有史以来最大的风力涡轮机开始在荷兰沿海运行，转子直径220米，仅需一台这样的涡轮机就能够满足每年16000户欧洲家庭的电力需求。风每天能产生的动能大约是人类每天所用电能的35倍。并且不像煤和石油等资源，使用过之后不可再生，而风能这种资源每天都在更新。

有风就能发电是真的吗？答案是在一定程度上这个说法是正确的。

由于现有技术的限制，不管发电机的效率如何，风力转换成电能都有一个数学极限值。德国物理学家阿尔伯特·贝茨计算，风力发电机只能得到59.3%的风能，因为叶片必须保持一定的风力才能旋转。

另外，还有一些人不看好风力发电。一些自然保护者认为，风力发电机的外观，包括巨大的扇叶会破坏原本的自然风光，而且存在季节性的风能供应时断时续的情况，使其产生的电能难以并入国家电网中。

两兄弟的风力机之争

风力发电机发展距今才短短一两百年的历史，日常生活中可能有的人会注意到，现代的大型风力发电机大多都是顺时针方向旋转的。

关于风力发电机为什么顺时针旋转，还有一段饶有趣味的故事。

丹麦的风力发电行业在1880年代才刚刚起步，当时的乔纳斯是一位年轻的工程师，他天才般地以风车的转动模式为原型，与当时一家著名的风力发电公司合作，研制出了一种可以逆向转动的风力发电机。更加巧合的是，他的弟弟艾瑞克很快就发明了另外一种风力发电机。

在方案即将定稿之前，艾瑞克想征求妻子的意见，妻子反复思考之后说，你哥哥的风力发电机是逆时针运转的，如果我们采用完全不同的方法，很快就能形成属于自己的品牌形象，所以艾瑞克听从了妻子的建议。

由于顺时针旋转的风力发电机一经推出，便深受市场青睐，老客户日益增多，最终成为现代风力发电机的主流产品。

风力发电机一般建在哪？

风力发电站在设计时，抛开必须考虑的地形、地质、交通、环境、道路等因素，地理位置被视为其中最重要的部分。由于风在遇到障碍物时会消耗它的能量，为了提高风机的能量转换效率，设计师在选址时最好将风力发电站设在开阔地带。

举例来说，在类似山谷的地形下，由于山谷风的影响，选址人员通常会考虑山谷风向是否符合当地盛行风向。

他们一般都会选择地势越高的山谷，这样风力也就越大。如果风速增加一倍，风能将会产生八倍的能量收益。另外，选址要远离地震带和频繁暴发的火山地区。在建造风力发电站之前，首先要建造一座机台，然后建造一座风力发电机塔，然后安装在塔顶上，塔内最重要的设备就是风力发电机。

风力发电机由四个部分组成：机头、机尾和叶片，叶片运用玻璃纤维和树脂层新型材料制成，不仅保证了风力发电机在雨水、闪电的极端条件下可以正常工作，还可以经受住至少20年的阳光暴晒。

原来一台风力发电机从选址到落地，竟然这么复杂！

风电场投资成本是衡量风电场建设是否经济的一个重要指标。如果风电场选择在交通便利的地方，可以大幅度降低运输费用，从而降低风电场的建设成本。

那么假设每年可用5000小时，多久能回本？

建一个风力发电机需要多少钱？

风力机组的成本包括很多方面，风电机是风电机组的主要设备，其制造成本将直接影响风电机组总投资金额。由于我国大部分地区采用水平轴风力发电机，每千瓦约8000元左右。假设一座高达80米的风力发电站，需要1500千瓦的风力发电机，换算成风力发电机的价格是一千两百万。

但是随着风电机组生产工艺的不断提高，整体机组性能也在不断提高，单机机组性能不断提高。容量也在不断扩大，风传感器和计算机系统还会以专业的精度自动调整叶片，以获取尽可能多的能量，使得每千瓦风电机组的造价明显降低，从而降低风电机组的成本。

安装一座风力发电站至少需要三百万元，维修一次至少要花费上千元的费用。由于风力发电机组越是庞大，其发电的平均成本也会随之下降。风力发电机组集群的规模效应会使风力发电单位千瓦配套设施相对减少。

一个由200个类似规模的发电机组成的风力发电组，可以为超过15万户美国家庭供电整整一年，相等于欧洲家庭用电的两倍。

此时再来看前边那个问题：假设一年平均可用风速为5000小时，除去维护费用，5年左右就能收回成本。

新能源将会改变我们每个人

今天，人类正面临着第三次交通能源变革，包括燃料电池在内的电力和动力电池来替代传统的石油和内燃机，新能源汽车将引领人类进入清洁能源时代。随着人口基数不断增长，污染问题日益突出，中国大力发展新能源也是新能源消费市场的必然趋势和正确选择。

和风能一样，氢能源也是未来最受欢迎的清洁能源。

氢能属于二次能源，不像石油和煤炭那样，能直接从地下开采。它是由天然气或水二次加工得到的。利用太阳能发电，然后电解出氢气和氧气，这就是“光伏制氢”。而且，氢气燃烧后会产生水，对环境没有任何危害。

结语

即使面临种种挑战，现代风力发电机仍使风能成为最有效和最便宜的电力来源。风力发电机已经为世界各国人民的生活、发展提供了必要的能源供给。对许多农民来说，维护好一台风力发电机，可以获得除种地微薄的收入外的一笔额外收入。

相信随着天气预报的准确度在不断改进，以及电网基础设施水平和储能方式的改善，风能和其他新能源一起，必将会解决我们关于能源利用的困扰和问题。