前　言

第

第1章 初识大气 // 1 

1.1　马德堡半球实验 / 2 

1.2　气体 / 4 

1.3　流场 / 6 

1.4　雷诺实验 / 8 

1.5　空气动力学的缘起 / 9

第2章 古今风趣 // 12 

2.1　风神传奇 / 13 

2.2　风的形成 / 16 

2.3　风向与风速 / 22

第3章 阻力寻踪 // 29 

3.1　从伊甸园开始 / 30 

3.2　达朗贝尔悖论 / 31 

3.3　边界层理论 / 32 

3.4　早期的阻力型风车 / 34

第4章 叶片升力密码 // 38 

4.1　风帆的启示 / 39 

4.2　伯努利与欧拉 / 40 

4.3　风吹轮转 / 43 

4.4　早期升力型风车 / 47 

4.5　低扬程提水设备 / 52 

第5章 巧夺天工 // 55 

5.1　荷兰风车 / 56 

5.2　约翰·斯米顿实验 / 60 

5.3　美国农场风车 / 61 

5.4　中国提水风车 / 63 

5.5　风车的运行控制 / 65 

5.6　高扬程提水设备 / 70

第6章 升力理论与实践 // 73 

6.1　马格努斯效应 / 74 

6.2　“香蕉球”/ 76 

6.3　旋涡 / 78 

6.4　库塔 -儒可夫斯基升力理论 / 80 

6.5　马格努斯效应风车 / 83

第章7风 -电联姻 // 85 

7.1　法拉第的功绩 / 86 

7.2　直流发电机 / 88 

7.3　风力发电的先驱 / 90 

7.4　快速风轮 / 92 

7.5　风洞 / 95

第8章 离网发电 // 98 

8.1　水平轴风力发电机组 / 99 

8.2　萨渥纽斯风力机 / 106 

8.3　达里厄风力机 / 109

8.4　其他形式的小型机组 / 112 

8.5　“第二次解放” / 114 

8.6　钱学森的“风洞风车” / 115 

8.7　分散式发电和微网 / 116 

第9章 取长补短 // 118 

9.1　风 -光互补发电 / 119 

9.2　风 -柴油互补发电 / 122 

9.3　风能储存 / 123 

9.4　坝上“擎天柱”/ 127

220章 并网发电的探索 // 129 

10.1　无法22的理论极限 / 130 

10.2　并网发电的22步 / 132 

10.3　兆瓦机组问世 / 134 

10.4　感应发电机 / 136 

10.5　同步发电机 / 138

221章 形状决定功能 // 141

11.1　离奇的高尔夫球 / 142 

11.2　鲨鱼皮的神话 / 144 

11.3　认识翼型 / 145 

11.4　航空翼型系列 / 146 

11.5　风力机翼型家族 / 148 

11.6　叶片的边界层控制 / 151

222章 传承与开拓 // 155 

12.1　盖瑟风力发电机组 / 156 

12.2　胡特尔风力发电机组 / 159 

12.3　法国大型风力发电机组 / 160 

12.4　叶素动量理论 / 162 

223章 风起云涌 // 164 

13.1　大一些，再大一些 / 165 

13.2　间接并网 / 168 

13.3　叶片数目触底线 / 169 

13.4　达里厄式再受关注 / 172

224章 商业化之旅 // 174 

14.1　小机型的大战略 / 175 

14.2　恒速恒频模式 / 177 

14.3　双速发电机模式 / 178 

14.4　优化转差模式 / 179 

14.5　变速恒频模式 / 180 

14.6　风电下海 / 183

225章 大舞台新主角 // 190 

15.1　双馈式风力发电机组 / 191 

15.2　其他高速风力发电机组 / 193 

15.3　直驱式风力发电机组 / 195 

15.4　国外大机型掠影 / 199 

15.5　数值分析技术 / 204

226章 现代机型概述 // 207 

16.1　巨大的风轮 / 208 

16.2　传动机构 / 209 

16.3　运行控制执行机构 / 214 

16.4　电气系统 / 219 

16.5　控制系统的智能化 / 221 

227章 翻转的功与过 // 223 

17.1　大水冲了龙王庙 / 224 

17.2　利用台风 / 225 

17.3　卡门涡街 / 226 

17.4　塔科玛峡谷桥风毁 / 229 

17.5　卡门涡街风力发电机组 / 230

228章 “中国风速” // 232 

18.1　坎坷起步 / 233 

18.2　边寨风情 / 236 

18.3　砥砺前行 / 238 

18.4　风舞海疆 / 242 

229章 新时代的“大风歌” // 247 

19.1　风资源之谜 / 248 

19.2　放眼世界 / 250 

19.3　奇思妙想 / 253 

19.4　人物风流 / 259

参考文献 / 261

本书以风车的演进为主线，以风车的运行原理为副线，介绍了与风能利用相关的知识、事件和人物。本书共分为19章。第1、2章介绍了背景知识；第3 ~ 6章介绍了早期工农业生产中的风能应用；第7 ~ 14章介绍了风力发电探索的过程；第15 ~ 19章介绍了风力发电规模化的发展历程。

本书图文并茂，内容浅显易懂，生动有趣，可供业内各类人士深入了解风能利用的历史和现状，也可供一般读者了解与日常生活相关的科学知识、自然现象以及趣闻轶事、名人生平，扩展知识面。

当作者在计算机上输入“驭风漫谈”4个字时，脑海里突然闪现出一位文学人物形象—塞万提斯笔下的吉柯德先生。吉柯德先生面向风车，对仆人说：“你向那边看，桑丘·潘沙朋友，你就会看见30多个可怕的巨人，我要跟他们交手，把他们统统收拾了。”于是，挺枪跃马冲向一架风车，在他的长矛穿入布帆时，连人带马被卷落在地，动弹不得。现在，作者也面对风车，虽然并没有将它们视为敌人，但境遇有一点类似吉柯德先生：既颇感力不从心，又不得不竭尽全力，因为这本书的写作毕竟是一次创新性的尝试。

本书介绍了跨越两千多年世界风车的发展过程；介绍了各时期典型风车的结构和特性；介绍了与这些特性相关的空气动力学和电机学等学科基本知识；介绍了与这些基本知识紧密联系的趣闻轶事和人物生平。

本书虽然无意于详解风能利用历史，但作者对于所涉及的内容查阅了国内外大量资料，对于与事件有关的每一个日期、数字和名称，都进行了仔细比对、认真求证、去伪存真，力求科学性和准确性。希望与读者一起温故而知新，因为了解过去才能更清晰地把握现状和未来，驭风之道，积厚行远。

结合风车的沿革，普及相关知识，也是作者的目的之一。其实，理论知识并不神秘，有时甚至离生活很近。本书对知识的介绍力求深入浅出，结合实际。为此，还援引了一些趣味性事件，如马德堡半球实验、竹蜻蜓、贝克汉姆的“香蕉球”、离奇的高尔夫球、疯狂的云朵、鲨鱼皮泳衣、塔科玛峡谷桥风毁事故和荷兰风车村等，同时对某些“怪事”进行了理论解释，进而说明在风车上的实际应用。

本书介绍了一些历史人物，他们都是与风车创新和相关理论的发展密不可分的。作者意在

IV驭风漫谈—风力发电的来龙去脉 

宣扬他们的科学精神和人格魅力。在写到莱昂哈德 ·欧拉对科学的执着和迈克尔·法拉第淡泊名利的时候，作者也不能不为之动容。

风能属于可再生清洁能源，随着能源结构的调整，世界各国都在大力发展风力发电。我国风力发电技术发展很快， 40多年来，从“零”开始到风靡全球。 2010年22座海上风电场——上海东海大桥风电场建成。同年，风电总装机达 4479万 kW，成为世界上风电总装机□多和风电设备产量最大的国家。到 2012年，风电超过核电，成为火电、水电之后的第三大能源。今天，风能利用的个性化、网络化和智能化已经拉开序幕，人们对于明天理所当然地有了更高的期待。

本书由宋俊、宋冉旭执笔，李凌巍收集和翻译国外文献，宋亦旭考证和校核资料。

这本书令作者既颇感力不从心，又不得不竭尽全力的书，就这样奉献在读者面前了。好像一台风电机组，虽然完成吊装，但还没有经过用户的现场测试和验收。这也是作者仍旧感到忐忑不安的原因所在。

作　者　 2019年 11月