风能空气的流动产生的能量
一、风能，具有神奇的色彩
我曾经赋诗一首，题目是《盼春风》，现与读者分享如下。
冬至寒风吹舞絮，
落满巷街头。
莫道人间万事休，
默语对车流。
谁说今朝风不好，
雪过又春秋。
期有风光耀五洲，
欢替万民愁。
当然，上述这首诗词，并非真正描写风能，但可以说明风之力和风之美。
风，乃在地球上发生的神奇现象，当万物被风吹动的时候，一切便都被赋予了生命的特征，人们可以在风中深刻地感受到那种浓厚的生命气息。
楚人宋玉在《风赋》中说：“风者，天地之气，溥畅而至，不择贵贱高下而加焉”。
中国古人描写的这段话，文字优美，内涵深厚，韵味浓重，辞赋优雅，情怀浪漫，或许就是对风的最好诠释吧。
对于风来说，或许最有灵性，或许最有韵味，也许最能令人感悟。
“风声雨声生读书声，声声入耳”，其实我认为，听风不宜用耳，听风需要用心，唯有用心听风，方能真正理解风声、风语、风雅和风韵。
从科学思维来看，风能来自于空气的流动。
如果没有空气，那么就没有风的流动，而如果没有空气的流动，那么就没有流动产生的动能，也就没有所谓的风能。
空气因流动而产生了动能，而将动能转化为机械能，再将机械能转化为电能，这就是目前我们人类利用风能的最主要方式。
从能量的最终来源上看，风能其实也是太阳能的一种转化形式。
风，是地球球上的一种自然现象，形成于空气的流动，来缘于太阳的辐射热。
每天清晨，太阳升起，太阳光普照大地，光线从上而下照射到大气层，并使之升温，大地一片暖融融，这是地球上每天的常态，人们习以为常，也是基本常识。
那么太阳光如何导致风的现象呢？我们必须科学地理解。
由于地球的运动，比如自转和公转，太阳光的辐射造成了地球表面上的各部分产生了受热的不均匀情况，进而导致大气的温差发生了变化，而由于大气温差的变化，或高或低，便引起大气层中的压力分布出现了不平衡。
由于大气层中出现压力的分布不平衡，因此在水平气压梯度的作用下，空气便沿着水平方向流动而形成了风，而且风有一定的质量和速度，并且有一定的温度，由此便具有了能量，这便是风能产生的机理。
二、人类很早便开始利用风能
风能利用，也是人类文明演变的见证。
1.风车是人类利用风能的重大发明
说到风，说到风能，人们自然会想到风车。
风车，富有浪漫色彩，是人类利用风能最为原始的方式，一幅幅古代人类在绿水青山的原野中风车转动的美丽画卷时时映入我的眼帘，让我充满着无限的思考和遐想，多么自然、和谐和富有诗情画意。
风车是一种不需燃料、以风作为能源的动力机械，现代社会的风能发电机械其实也是古代风车的科学演进，基本的机械原理没有发生改变。
在古代，风车起步于水上航行的船帆，这是人类利用风能最为原始的方式，也演绎了人类社会的聪明才智，也是人类文明不断进步的写照。
上述这种原始的风车具有六到八个蓬，就像帆船上树立那样的篷一样，将这些蓬安置在一根垂直轴的四周，当受到风力的吹动之时，便不断地像走马灯那样，绕着轴而转动起来，因此也叫“走马灯式”的风车。
不过走马灯式的风车效率比较低，后来逐渐被其他风车机械所取代，比如逐步被具有水平转动轴的木质布蓬的风车等机械取代，而且名字根据机械形状不同而称为“立式风车”和“自动旋翼风车”等等。
2.中东利用风车最早
根据考证，在公元前7世纪，中东地区的叙利亚，建造了第一批风车。
中东这个地区风力资源比较丰富，经常有强风刮起，而且风的流向也比较稳定，风的流向几乎总是朝着相同的方向，这为当时建造风车提供了便利条件。
古代中东建造的风车有些特别，看上去与现在人们看到的风车存在差别。
当时，中东人建造风车风格有些怪异，有竖式轴，在轴上垂直排列着翼，这与旋转木马装置上排列着的木马很相似。
3.欧洲风车富有深远韵味
公元12世纪以后，风车在欧洲迅速发展。
欧洲人，富有创新思维，富有科学思想，他们通过建造了许多风车（或者叫风力发动机），比较早地开始利用风能，比如利用风车来灌溉、提水、供暖和航运等。
在欧洲，荷兰建造风车和利用风能的历史最为悠久。
风车象征着荷兰的民族文化，象征着荷兰人对天空的热爱，也象征着荷兰人童话般的幸福，这正如欧洲一直流传的一句名言：“上帝创造了人，荷兰风车创造了陆地”。
在欧洲风车历史上，除了荷兰具有历史意义之外，另外一个国家便是西班牙。
西班牙曾经也是欧洲大国，历经辉煌，古代的西班牙，人们在多风的山地上建起一座座风车，象征着这个国家农业兴旺和辉煌的历史。
直到如今，在西班牙还随处可见富有古韵风味的风车，只不过这些风车已经成为西班牙的历史和文化古迹，早已失去了历史上曾经有过的功效。
可以这么说，在欧洲，风车不仅仅只是一道亮丽的风景线，其实也是欧洲人的一种精神象征，更是欧洲人的一种图腾的崇拜。
欧洲人利用风车可以让我们深度思考过去、现在和未来，或许也是当今欧洲人更加重视环境保护、在应对气候变化领域引领全球潮流的重要原因之一。
有人说，欧洲人建造风车的历史源于中东，由于历史上爆发了欧洲人的十字军东征，一些参加东征的欧洲士兵将中东风车建造的信息和技术带回到欧洲。
当然，也有人说，由于欧洲人的风车设计风格与叙利亚的风车设计风格差异性十分大，因此欧洲的风车是欧洲人独立发明的技术，不存在来自于中东的舶来品之说。
不过，我认为这种争论或深究其实没有任何实际意义，这些成就都是人类所为。
无论是中东还是欧洲，都是人类聚居地区域，应该说，风车是古代人类智慧的结晶和人类文明进步的产物。
4.中国风车充满梦幻的色彩
大约在多年前，中国便开始利用风车，比如利用风车来提水、灌溉和碾磨谷物等，可见中国古人已经充满智慧。
追溯历史的痕迹，中国的风车建造和风能利用开始于周，起源于姜子牙发明和建造了“八卦风轮”，其用途在于“镇妖降魔”。
而在民间，风车则代表着喜庆和吉祥。
因此，在古代中国，风车又叫“吉祥轮”，也叫“四季平安符”。
在明清时期，作为吉祥物的风车甚为流行。
尤其是在北京，风车这玩意儿看似很不起眼儿，但是每到春节，满大街都可以瞧得见各式各样的风车，被称为北京的古老象征之一。
这种吉祥风车用高粱秆、胶泥瓣儿和彩纸扎成，小轮旋转意味着祈祷风调雨顺，小鼓声音蕴涵着和谐之音，红黄绿的彩条代表着阳光、大地和蓝天，真可谓蕴意深刻。
三、风能优势明显
人们对空气可能司空见惯，甚至平时对其想象不多，不过风能其实就是空气流动的动能，而风能的大小取决于风速大小，当然也取决于空气密度。
风能的密度是一个学术术语，谈起来可能比较抽象，甚至可能无法说清楚。
那么风能的密度是指什么呢？它是指单位迎风的面积可以获得的风的功率，功率大小代表着可以提供能量的大小，功率越大，能量越大。
那么如何衡量风的功率呢？利用数学思维，风的功率大小与风速的三次方成正比关系，也与空气的密度成正比关系。
也就是说，在一定的空气密度下，如果空气流速越快，那么风的动能就越大。
有空气，就有可能有空气流动，有空气流动，便有了风。
当然，如果没有风，那么便没有风能，这个道理很清晰。
另外，有风也未必可以利用风能，关键是风能的密度大小和利用技术，如果风能的密度过低，那么风能便在技术或经济上没有利用价值。
同样，如果空气稀薄，而且密度过小，那么即使风的流速很高，风能的功率也肯定很小，风能开发和利用的价值也不大。
在风能利用早期，风能往往被使用在有大规模风力的农场和一些供电被隔绝的偏远地区，为当地民众的生活和经济发展做出了巨大贡献。
风能资源也是风能开发和利用的重要指标，也是一个衡量风能规模大小的关键指标，这个指标的大小取决于风能的密度高低，也取决于可以利用的风能年累积的小时数。
人类开发和利用风能，是由科技进步或科技创新而产生的综合性的工程技术，也就是通过风力机的作用，将风的动能转化成机械能，比如风车的利用，或者将风的动能转化为机械能，再将机械能转化为电能，比如风力发电。
人类走到今天，风能利用已经不仅仅是风车那么简单，而最重要的风能领域便是利用风能来发电，也就是用风车将风的动能转化为旋转的动能。
风能发电的原理其实也很简单，基本过程就是用旋转的风力动能来推动发电机的运转，通过发电机的运转产生电力。
具体方法是透过传动轴的作用，由风力推动转子（由以空气动力推动的扇叶组成）旋转，再将转子的旋转动力传送至发电机，由发电机运转产生电力。
查阅百度百科，根据科学推算，太阳辐射到地球的光能大约有2%转变成风能。
风能，存在于地球表面的一定范围内，分布广，无污染，少二氧化碳排放，可再生，取之不尽，用之不竭，优势十分突出。
但是，风能客观上也存在明显的劣势，首先它的能量密度比较低，大约只相当于水能的1/，其次它受到天气、地域和季节等因素的直接影响，能量具有不稳定性。
目前，全球风力发电作为目前最有竞争力的战略新兴产业之一，正在飞速发展。
风电行业主要包括两类：陆上发电和海上发电。
整体来看，海上风电相比陆上风电更为绿色环保，而且效用高。
对于风电发展来说，可能对于某些区域更有意义和价值。
比如，有些沿海岛屿远离陆地，有些边远山区交通不便，有些草原牧场地广人稀，有些农村或边疆远离电网或与电网难以连接，风能发电便可大有作为，可以作为解决当地生产和生活所需电力的可靠途径。
随着风电技术的与时并进，像是机组大型化、高塔筒和长叶片等技术趋势，风电行业步入成熟、稳定的工业化发展轨道只是时间问题。
风能在一定的技术和经济条件下，可以作为一种重要能源，至少在一些特殊区域内，可以作为能源体系中的重要补充能源或辅助能源。
人类为应对气候变化，加速能源转型，不断推进能源替代，大力发展风能等非化石能源发展，因此风能在未来具有巨大的发展潜力，对于人类文明演进具有重大意义。
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