從人類發(fā)展的早期開始，已經(jīng)將風能作為一種能源使用。風車將風中所含的能量轉(zhuǎn)換為可以用來磨粒或抽水的機械可用能量。

20世紀上半頁，許多現(xiàn)代風力渦輪機的物理和設(shè)計理論基礎(chǔ)得以發(fā)現(xiàn)。德國工程師AlbertBetz在其于1926年出版的著作中計算出了理想風力渦輪機的*大理論效率大約為59.3%。20世紀40年代，UlrichHütter研究出了用于具有兩片或三片轉(zhuǎn)子葉片的所有現(xiàn)代自由和高速運行風能轉(zhuǎn)換器的設(shè)計理論基礎(chǔ)。

風力渦輪機的功率控制

風是空氣團交換的結(jié)果，主要由太陽輻射效應(yīng)形成的局部甚或大面積溫差而引起。諸如森林、高山和建筑等障礙物會產(chǎn)生影響風速持久變化的湍流。風力渦輪機的轉(zhuǎn)子將風中所含的能量轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)動(動)能，從而驅(qū)動發(fā)電機產(chǎn)生電流。

風能以及由此可以使用的量與風速的立方成正比。在由轉(zhuǎn)子直徑而計算出的轉(zhuǎn)子面積和從流經(jīng)該面積的風而產(chǎn)生的能量之間還存在著一個簡單的相關(guān)關(guān)系。當風速超出一個固定限值時，為了避免機械和/或電氣過載，風能渦輪機必須配有功率控制器。一般來說，發(fā)電機的額定功率是一個必須給予關(guān)注的閾值電平。

還有一個同樣重要的功率控制原因。為了給電網(wǎng)提供持續(xù)的電能，盡管風速每秒都在變化，使發(fā)電機以*佳狀態(tài)運行還是必要的。

渦輪機使用各種功率控制。控制程度可以通過轉(zhuǎn)子葉片被動或主動實現(xiàn)。被動限制可以通過一種特殊形狀的單轉(zhuǎn)子葉片而實現(xiàn)。在一定的風速下，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的氣流突然消失(所謂的失速)，轉(zhuǎn)子也停止轉(zhuǎn)動(失速控制)。

現(xiàn)在的大型風力渦輪機通常采用主動功率控制系統(tǒng)來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子葉片處于其縱向軸內(nèi)(節(jié)距控制)。通過調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)子平面有關(guān)的葉片角度，可能控制的不僅僅是發(fā)電機功率。在較高風速下，轉(zhuǎn)子葉片可以轉(zhuǎn)子快速停止的方式扭轉(zhuǎn)。小功率電氣驅(qū)動器通常用于這種用途。在某些逆變器內(nèi)，小型和PCB安裝電流傳感器應(yīng)用非常廣泛。這些傳感器是轉(zhuǎn)換器閉環(huán)控制的一部分，因此可以快速反應(yīng)。當與發(fā)電機的智能功率控制同時使用時，可以確保在風能渦輪機(WET)啟動之后在一個很寬的風速范圍內(nèi)為電網(wǎng)提供持續(xù)功率，直到渦輪機在上限風速時停機為止。