7.1.3.1　风能

风能就是空气流动的动能。风和其他运动的物体一样，它所具有的动能用下式计算：

式中 m——流动空气的质量；

v——空气流动速度。

当风速为v，通过的面积为A，经过t s，流过的体积为Q，则Q=Avt。

设ρ为空气的密度，流过的风所具有动能为

1s通过面积为A的空气所具有的动能称之为风所具有的功率，以N v表示，则

式（7.5）和式（7.6）包含三种含义：①风能与空气的密度成正比；②风能与通过的面积成正比；③风能与风速的立方成正比。

1s通过1m2面积的空气所具有的动能，称为风能密度，以E 0表示，则

7.1.3.2　有效风能(www.daowen.com)

计算某地1年内风能的大小，不能简单地用年平均风速，还要考虑风速的分布情况。年平均风速相同，而风速频率不一样时，计算出来的风能量常常相差很大。年有效风能用下式计算：

式中 E——年有效风能，（k W·h）/m2；

0.6125　——空气密度的1/2，kg/m3；

v——3.0～20m/s之间的某一风速；

t——对应风速为v 1年内出现的小时数。

将有效风能除以年有效风速持续的小时数和，即得到有效风能密度（k W/m2或W/m2），例如某地年有效风速为2647（k W·h）/m2，而该地年有效风速持续时间为7541h，则此地的有效风能密度为2647/7541=0.351（W/m2）。

7.1.3.3　风能玫瑰图

风能玫瑰图（图7.2）反映风能资源的特性，它是各方位风向频率的百分数与相应风向平均风速立方数的乘积。根据风能玫瑰图即可看出哪个方向的风具有能量的优势。

图7.2　风能玫瑰图