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风力机的性能指标风的动能与速度的平方成正比。当一个物体使空气速度变慢时，空气中的动能部分转变成物体上的压力能。整个物体上的压力就是作用在这个物体上的力。功率是力和速度的乘积，这也可用于风轮的功率计算。因风力与速度的平方成正比，所以风的功率与速度的三次方成正比。如果风速增加一倍，风的功率便增加为原来功率的8倍。这在风力机中是一个极为重要的概念。风力机的风轮是从空气中吸收能量的，而不是像飞机螺旋桨那样，把能量投入到空中去。所以当风速增加1倍时，风轮从气流中吸收能量要增加为原来的8倍。当风速增大3倍时，吸收的能量增大到原来能量的27倍。在确定风力机的安装位置和选择风力机型号时，都必须考虑这个因素。可以利用下述的公式表示风力机风轮从风中吸收的功1率。即：P=2CpAdpV]3式中P：风轮输出功率，单位为W；Cp：风能利用系数；Ad：风轮扫掠过的面积，单位为m2；p：空气密度，单位为kg/m3;vi：风速，单位为m/s。当空气遇到一个固体物，就会产生绕流，正如气流绕过汽车运动一样。当空气接近一部分实度的物体，如旋转的风轮时，有部分空气从其周围流过，风轮从通过它的气流中吸收功率，并使之减速。正如书54页图4-12所示为风力机风轮前方的气流是怎样通过风轮的。开始时，流管小于风轮直径，风朝向风轮方向，流管逐渐增大，到风轮处，和风轮一样大，这时，风轮从风中吸收部分气流功率，这个功率除以一个和风轮同样大小的圆盘上通过的未扰动空气的功率，叫做风轮的功率因于，即风轮的风能利用系数，用Cp表示，因为有部分空气从风轮旁边流走，所以效率总是小于1.根据物理学原理，贝兹已证明了通过风力机的最大效率不会超过59.3%。当然，这是对没有叶尖端板的水平轴风力机而言的。如果在风轮周围放一个锥形罩，风轮效率可能大于59.3%。书54页图4-13所示为几种典型风轮的风能利用系数匕。叶片的风轮旋转速度快，Cp值高，尖速比5或6时Cp值可达0.47。同样地，达理厄式风轮在尖速比为6时，Cp最大值约为0.35。在理想的情况下，设计很好的叶片，风轮吸收的功率也达不到59.3%。另外，齿轮箱、传动链、发电机均有机械损失或电气损失，这些因素降低了风力机的实际效率。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，即p=(352.99/(273+t))*(ph/101325)式中ph：当地大气压力，单位为pa；t：温度，单位为oC。风轮掠过的面积A和风速可直接测量。所以，根据前面的公式可以计算出风轮的输出功率。额定风速： 10~15m/s切入风速：3~

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