世界上最大的发电风车是1977年在德国建造的。风能是一种可再生的清洁能源。人类很早就开始力发电,全球风能约为2.74×10^9MW,可用风能为2×10^7MW,比水能总量大10倍。有些人可能还记得,18世纪初,一场横扫英法的大风吹毁了400多座磨坊、800多座房屋、100多座教堂和400多艘帆船,数千人受伤,25万棵大树连根拔起。就拔树而言,风在几秒钟内发出1000万马力(即750万千瓦);1马力等于0.75千瓦的功率!
风的利用始于古代。14世纪,荷兰人改造了风车结构,广泛用于排除沼泽积水,灌溉莱茵河三角洲。到19世纪,风车的使用达到了全盛时期。当时,荷兰不仅有1000多辆风车,而且美国西部农村也有100多万辆风车。
然而,自20世纪以来,内燃机和电子技术的广泛应用导致了世界上流行的船舶,风推动的帆船几乎被淘汰,古老的风车曾经变得暗淡。1973年世界能源危机后,人们意识到煤炭、石油等矿物燃料储量有限,最终会耗尽。燃料燃烧会污染大气,使环境问题日益严重。因此,可再生无污染的风能以新的态度进入人类的生产和生活。
一般来说,风速为3.4—5.3级风4米/秒有利用价值。从经济合理的角度来看,风速大于4米/秒才适合发电。风越大,经济效益越大。科学家估计,地球上发电的风力资源约为100亿千瓦,是世界水力发电的10倍。目前,世界上每年燃煤所获得的能量只有一年内风力提供的能量的1/3000。
1977年,德国在布隆坡特尔建造了世界上最大的发电风车。风车高达150米,比美国摩德2号风电站高45米。塔顶的机房可以是0.以5米/秒的速度旋转,根据风向调整风车的迎风面。当风速为6时.3米/秒时,风车开始旋转,当风速达到12米/秒时,可发电3000千瓦。该电站可为250户住宅提供各种用电。
1979年上半年,美国在北卡罗来纳州的蓝岭山上建造了另一辆发电风车。风车有10层楼高,直径60米。叶片安装在一个塔型建筑物上,因此风车可自由转动并从任何一个方向获得风力;风力时速在38公里以上时,发电能力也可达2000千瓦。由于丘陵地区运动,因为丘陵地区的平均风速只有29公里。但即使全年只运行一半,也能满足北卡罗来纳州7个县1%~2%的用电需求。
现在,在德国,风力每年提供的能量占全国所需能量的6%-8%。欧洲和美国的许多国家都在兴起使用风力发电机组联合发电的热潮。500千瓦的风力发电机开始进入市场。1994年初,世界风力发电机到371万千瓦,1997年,世界装机容量飙升至152.6万千瓦,其中德国最多50万千瓦。