1引言
风是最常见的自然现象之一，是太阳对地球表面不均衡加热而引起的“空气流动”，流动空气具有的动能称之为风能。因此，风能是一种广义的太阳能。据世界气象组织（WMO）和中国气象局气象科学研究院分析，地球上可利用的风能资源为200亿kW，是地球上可利用水能的20倍。中国陆地10m高度层可利用的风能为253亿kW，海上可利用的风能是陆地上的3倍，50m高度层可利用的风能是10m高度层的2倍，风能资源非常丰富。
风能是一种技术比较成熟、很有开发利用前景的可再生能源之一。风能的利用方式不仅有风力发电、风力提水，而且还有风力致热、风帆助航等。因此，开发利用风能对世界各国科技工作者具有极强的魅力，从而唤起了世界众多的科学家致力于风能利用方面的研究。在本文中，将对风力发电技术的基本原理和发电机的发展方向进行论述。
11温度、大气压力和空气密度
通过温度计和气压计测试出实验地点的环境温度和大气压，由下式计算出空气密度。
35299h273t101325
（1）
式中的是空气密度，H是当地大气压力，T是温度（单位是摄氏度）。
从空气密度公式可以看出，空气密度的大小与大气压力、温度有关。
12风能的计算公式
空气运动具有动能。风能是指风所具有的动能。如果风力发电机叶轮的断面面积
为A，则当风速为V的风流经叶轮时，单位时间风传递给叶轮的风能为（本论文公式中
的物理量除特殊情况说明外均采用国际单位）
p1mv22
其中：单位时间质量流量mρAV
P1AV2
V21AV32
而风能发电机实际转换的有用功率是：
（2）（3）
fPw

12
C
p
m
e
AV
3
（4）
式中的PW是每秒空气流过风力发电机叶轮断面面积的风能，即风能功率，单位W，
CP是叶轮的风能利用系数，m是齿轮箱和传动系统的机械效率，一般为080095，
直驱式风力发电机为10，e是发电机效率，一般为070098，是空气密度，A是风力发电机叶轮旋转一周所扫过的面积，V是风速。
13贝茨（Betz）理论
第一个关于风轮的完整理论是由德国哥廷根研究所的A贝茨于1926年建立的。
贝茨假定风轮是理想的，也就是说没有轮毂，而叶片数是无穷多，并且对通过风
轮的气流没有阻力。因此这是一个纯粹的能量转换器。此外还进一步假设气流在整个
风轮扫掠面上的气流是均匀的，气流速度的方向无论在风轮前后还是通过时都是沿着
风轮轴线的。
通过分析一个放置在移动空气中的“理想”风轮得出风轮所能产生的最大功率为
Pmax

827
AV3
（5）
式中的Pmax是风轮所能产生的最大功率，ρ是空气密度，A是r