利用风能，首先要将不规则变化的空气流动所具有的风能转变成有规则运动的机械旋转的动能，这就需要用到风力机，即通常所说的风轮或风车。

风力机有水平轴和垂直轴两种类型。水平轴风力机的旋转轴与迎面的风流平行，主要有荷兰式、美国农庄式、桨叶式和自行车式。荷兰式、美国农庄式是早期曾大量使用的机型，桨叶式风力机则是目前普遍使用的一种。用于发电的桨叶材料可以采用木材、铝、钢、塑料和玻璃纤维等。自行车式风力机由轮毂、辐和外圈组成，中空的桨叶套在辐条上，这种风力机结构简单，起动力矩大，风能利用率较高，是最近刚发展起来的一种新机型。

垂直轴风力机的旋转轴垂直于地面，又称为立轴风力机。它不需要像水平轴风力机那样随风向改变轮子的方向，设计、制造、安装、运行都比水平轴风力机简单和方便，很有发展前途。常见的有立轴中式，立轴双“S”式，旋翼式。但从实际运行等诸多因素考虑，目前使用的风力机还是以桨叶式水平轴风力机为主。

由于风力机的输出功率与风轮的迎风面积有关，与风速的三次方成正比

ρ：空气密度

v：风速(www.daowen.com)

F：迎风面积

为了尽量获得自然风的能量，有必要加大风轮直径，但是加大直径后，势必要求叶片和支持结构具有足够的安全强度，增加变速系统和定向系统，从而增加了设计和制造的难度，并增大成本。如何适应不同风向和不同风速均匀发电也是一道难关。

近年来，专家们为增大风能密度，创造了许多新颖的风力机方案，并引进了许多航空航天技术的精华。比如：在风力机转子的后部装设扩散器以快速恢复压力，增大输出效率；在叶片末端加设翼板，使叶片旋转时产生导风轮效应，借以增大通过风轮迎风面的空气流量；增大滑流，利用飞机三角翼前缘的剥离涡流原理，使风能集中；设计多个转动的受风容器，使得在强弱风下都可均匀旋转；可变桨距的风力机等等。虽然，这些设计方案都仅仅处于试验研究阶段，但却已显示出其明显的优势和发展潜力，一旦在经济可行性方面获得通过，必将对风能利用的形式产生一个巨大的推动作用。

作为风能利用中的主要设备，各国将对风力机的研究保持足够的重视和投入。随着材料科学、气动力学的进一步发展，风力机技术将更加走向成熟。