这种可再生资源不会因使用而枯竭风能是地球大气中自然流动的空气产生的电能。
作为一种不会因使用而枯竭的可再生资源，它对环境和气候危机的影响明显小于燃烧化石燃料。
我们可以通过安装一些简单的东西来创造风能，比如一组2.43米高的帆，这些帆的位置可以捕捉到使石头转动和磨碎谷物的盛行风（风车）。
或者，一个风能结构可以像一个45米的叶片一样复杂，带动发电机产生电能，储存在电池中或部署在配电系统上。
甚至还有无叶片的风力涡轮机。
截至2021年，在美国的44个州、关岛和波多黎各，有超过67000台风力涡轮机在运行。
到2020年，风能发电机制产生的电力约占美国电力的8.4%。
在全球范围内，风能提供了全球约6%的电力需求。
风能正以每年约10%的速度增长，是包括中国、印度、德国和美国在内的几个国家大多数气候变化减排和可持续增长计划的关键部分。
风能定义汽车沿着580号州际公路行驶，在加州利弗莫尔的Altamont Pass风电场，一排排的风力涡轮机附近。
人类利用风能的方式多种多样，从简单的（在偏远地区仍用于给牲畜抽水）到越来越复杂的——想想在加州580号高速公路上遍布的成千上万的涡轮机（见上图）。
任何风能系统的基本组成部分都是相当相似的。
有一些大小和形状的叶片与传动轴相连，还有一个使用或收集风能的泵或发电机。
如果风能被直接用作机械动力，比如碾磨谷物或抽水，它就被称为风车；如果它将风能转化为电能，就被称为风力涡轮机。
涡轮系统需要额外的组件，例如用于存储电力的电池，或者连接到像电力线这样的配电系统。
没有人知道人类第一次利用风是在什么时候，但是大约在公元前5000年左右，风能在埃及的尼罗河上推动了船只。
到公元前200年，中国人使用风力为简单的水泵提供动力，中东的居民使用手工编织叶片的风车来磨谷物。
随着时间的推移，风力泵和风车在那里帮助生产了许多种类的食物，这个概念传到了欧洲，荷兰人在那里建造了大型风力泵来排干湿地的水，这个想法从那里传到了美洲。
风能基础知识当太阳加热大气层时，通过地球表面的变化和行星的旋转，风就会自然产生。
然后，由于水体、森林、草甸和其他植被以及海拔变化的影响，风会增加或减少。
风的模式和速度在不同的地形和季节有很大的不同，但其中一些模式是可以预测的，足以应对。
选址圆形山丘的顶部，开阔的平原（或开阔的水域用于海上风），和山口（风自然漏斗，产生规律的高风速）是放置风力涡轮机的最佳地点。
一般来说，海拔越高越好，因为海拔越高通常有更多的风。
风能预测是风电机组选址的重要工具。
来自美国国家海洋和大气管理局（NOAA）或国家可再生能源实验室（NREL）的几张风速图和数据提供了这些细节。
人们应该进行具体的现场调查，以评估当地的风力条件，并确定放置风力涡轮机的最佳方向，以获得最大的效率。
任何打算建造风力涡轮机的人都应该在至少一年的时间里跟踪风速、湍流、风向、空气温度和湿度。
在评估了这些信息之后，就更容易建造出能够满足需求的涡轮机。
风力并不是决定涡轮机选址的唯一因素。
风电场的开发商必须考虑到风电场距离输电线路（以及可以利用风力发电的城市）有多近；可能对本港机场及飞机交通造成干扰；下伏岩石和断层；鸟类和蝙蝠的飞行模式；对当地社区的影响（噪音和其他可能的影响）。
大多数大型风电项目的设计寿命至少为20年，因此必须长期考虑这些因素。
风能的种类公用事业规模的风能这些是大型风能项目，旨在为公用事业公司提供能源。
它们的范围与燃煤或天然气发电厂相似，有时会取代或补充燃煤或天然气发电厂。
涡轮机的功率超过100千瓦，通常是成群安装，以提供大量的电力-目前，这些类型的系统提供约8.4%的能源在美国。
海上风能这些通常是公用事业规模的风能项目，计划在沿海地区的水域进行。
它们可以在大城市附近产生巨大的电力（在美国大部分地区，大城市往往聚集在离海岸更近的地方）。
据美国能源部称，海上地区的风比陆地刮得更持久、更强劲。
根据该组织的数据和计算，美国海上风能的潜力超过2000千兆瓦，是美国所有发电厂发电能力的两倍。
根据国际能源署的数据，在全球范围内，风能的发电量将是目前世界用电量的18倍以上。
小规模或分布式风能这种类型的风能与上面的例子相反。
这些是物理尺寸较小的风力涡轮机，用于满足特定地点或局部区域的能源需求。
有时，这些涡轮机连接到更大的能源配电网，有时它们是离网的。
你会在住宅环境中看到这些较小的装置（5千瓦大小），它们可以根据天气提供部分或大部分家庭需求，中型版本（20千瓦左右）在工业或社区场所，它们可能是可再生能源系统的一部分，也包括太阳能，地热或其他能源。
风能是如何工作的？风力涡轮机的功能是使用某种形状（可以变化）的叶片来捕捉风的动能。
当风吹过叶片时，就会扬起叶片，就像扬起船帆推动船只一样。
风的推力使叶片转动，带动连接叶片的传动轴。
然后，这个轴转动某种泵——无论是直接将一块石头移动到谷物上（风车），还是将能量推入发电机，产生可以立即使用或储存在电池中的电力。
发电系统（风力涡轮机）的过程包括以下步骤：风推动叶片理想情况下，风车或风力涡轮机位于有规律和持续的风的地方。
空气运动推动特别设计的叶片，使风尽可能轻松地推动它们。
叶片可以设计成被推向其位置的上风或下风。
动能转换动能是来自风的自由能。
为了让我们能够使用或储存这些能量，它需要变成一种可用的能量形式。
当风遇到风车叶片并推动它们时，动能转化为机械能。
叶片的运动带动传动轴转动。
产生电在风力涡轮机中，一个旋转的传动轴与一个齿轮箱相连，齿轮箱将旋转速度提高100倍，从而带动发电机旋转。
因此，齿轮最终旋转的速度比叶片被风推动的速度快得多。
一旦这些齿轮达到足够快的速度，它们就可以驱动发电机发电。
齿轮箱是涡轮机中最昂贵、最笨重的部分，工程师们正在研究可以以较低速度运行的直接驱动发电机（因此不需要齿轮箱）。
变压器转换电能发电机产生的电是60个周期的交流电。
根据当地的需要，可能需要变压器将其转换为另一种类型的电力。
电被使用或储存风力涡轮机产生的电力可能会在现场使用（更有可能在小型或中型风力项目中使用），它可以被传送到输电线路上立即使用，或者可以储存在电池中。
更高效的电池存储是未来风能发展的关键。
储存容量的增加意味着在风力较少的日子里，从风力较大的日子里储存的电力可以补充它。
到那时，风的可变性将不再是可靠的风力发电的障碍。
什么是风电场？风力发电场是风力涡轮机的集合，形成一种发电厂，利用风力发电。
对于一个被认为是风电场的装置，没有官方的数量要求，所以它可以包括几个或数百个在同一区域工作的风力涡轮机，无论是在陆地上还是在海上。
