在过去的几周里，我们研究了几种发电技术:抽水水力发电、垃圾填埋气体发电和核能发电。本周，我们将研究另一个在过去几年里经常出现在新闻中的选择:风能。

几十年前，我和我的一个表弟对风能产生了浓厚的兴趣。就像20世纪70年代末许多可再生能源倡导者对风能发电的概念感兴趣一样，我们开始寻找并翻新一个旧的风力涡轮机。我们搜寻了艾伯塔省东南部的乡村，在他家农场以东几个小时的地方，找到了一台已经停产很久的雅各布斯风力发电机，这台发电机和塔都是农场主愿意给我们的。经过相当大的努力——值得注意的是，没有一个人死亡——我们拆掉了三叶涡轮机，拆除了铁塔。在我们重建了塔之后，我的堂兄在我们回大学或其他我们当时在做的事情之前，重建了三千瓦的雅各布斯发电机。我们从未完成这项工作——空塔仍然矗立在家族农场上——但这一努力让我对风能产生了终身的兴趣。

利用风能的历史可以追溯到几千年前。帆船通常被认为是风能的第一个应用，尽管使用自然通风的建筑物可能被认为是更早的应用。然而，当我们想到风力发电时，我们通常关注的是固定式风力发电机和风力涡轮机。最早的风车早在公元500年就出现了，它依靠织物帆转动垂直轴来抽水或研磨谷物。

14世纪晚期，荷兰人转向了“水平轴”风车技术，他们的“塔式风车”设计在荷兰景观中无处不在。

虽然一些荷兰式风车在美国是用来磨谷物的，但从19世纪中期开始，更小的抽水风车变得更加普遍。多叶抽水机在美国乡村地区是很常见的，尤其是在平原各州。多达600万台这样的风车从井中抽水，填满牲畜的水槽，灌溉农田。内布拉斯加州比阿特丽斯的登普斯特工业公司(成立于1878年)和德克萨斯州圣安杰洛的航空风车公司(成立于1888年)仍在生产这些风车以满足农业需求。

20世纪初，美国农田上遍布着数百万个抽水风车，这时一种新的风能应用出现了:风力涡轮机用来发电。1888年，俄亥俄州克利夫兰的查尔斯·布拉什制造了第一台风力发电机。这是一个大而笨重的系统，它有一个直径超过50英尺的多叶片转子，产生12千瓦(kW)的电力——只是当今同等大小的风力涡轮机产生的电力的一小部分。

20世纪初，美国和欧洲都取得了巨大的进步，叶片设计依赖于从飞机上借鉴的空气动力升力技术。明尼阿波利斯的雅各布斯风能公司(Jacobs Wind)由乔(Joe)和马塞勒斯·雅各布斯(Marcellus Jacobs)兄弟于1927年创立，在20世纪50年代期间，该公司向农民家庭出售了3万多台风力涡轮机。雅各布斯的三叶片风力涡轮机的尺寸大多为1到3千瓦，不过该公司后来推出了10千瓦和15千瓦的型号。在20世纪20年代和30年代，为了让一个农家感受到电力的价值，雅各布斯风力涡轮机以1930年的美元计算，售价约为3000美元——以今天的标准来看，这是一笔巨大的投资。在此期间，甚至有更多的小型双叶Wincharger风力涡轮机被售出，但随着20世纪30年代农村电气化计划的启动，这些涡轮机的销量逐渐减少，直到20世纪70年代，人们对可再生能源的兴趣重新兴起。

与此同时，佛蒙特州也参与了大型公用事业规模的风力涡轮机的开发。1941年，世界上第一个大于1兆瓦(MW)的风力涡轮机在佛蒙特州卡斯尔顿的爷爷丘上建成。由帕尔默·帕特南设计，由S.摩根·史密斯公司制造，这台直径175英尺，功率1.25兆瓦，带两个叶片的风力涡轮机在故障前只有1100小时的运行时间，而另一个这么大的风力涡轮机要花近40年的时间才能建成。

与此同时，小型风力涡轮机在20世纪70年代末和80年代初开始卷土重来，包括佛蒙特州诺维奇的Enertech公司。在20世纪80年代早期，美国是风力发电发展的明显领导者，但在20世纪80年代，里根总统实际上终止了风力发电研究后，这种技术领先地位结束了。欧洲人走在了前面，尤其是大型风力涡轮机的发展，现在这种涡轮机遍布欧洲大多数国家的乡村。

下周，我们将看一看最先进的风力发电，大型风力发电场的发展，以及风能对未来的承诺(和限制)。