提起“新能源”這個(gè)耳熟能詳?shù)拿~，是當(dāng)前發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的追求目標(biāo)。人們普遍將太陽能、水能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮艿瓤稍偕茉唇y(tǒng)稱為“新能源”。其實(shí)，這樣的稱呼不準(zhǔn)確，上述所有能源，我們的老祖先數(shù)千年來都在使用。比如：先輩們燒飯取暖用的柴火、木炭等，以及照明用的豆油，就是利用生物質(zhì)能；農(nóng)作物和食品的晾曬，是利用太陽能；水車抽水和水磨加工糧食，是利用水能；古代的主要運(yùn)輸工具帆船是利用風(fēng)能，抽水的風(fēng)車也是利用風(fēng)能，將糧食顆粒與碎屑分開還是利用風(fēng)能；唐代楊貴妃“溫泉水滑洗凝脂”，是利用地?zé)崮堋？梢姡?ldquo;新能源”并不新。現(xiàn)代主要能源煤炭、石油和天然氣，僅僅是工業(yè)革命后，隨著蒸氣機(jī)和內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明，才逐步得到大規(guī)模地普及應(yīng)用，在人類文明發(fā)展史上，僅僅只有兩百多年的時(shí)間。當(dāng)這些礦物質(zhì)能源的使用，帶來了嚴(yán)重地環(huán)境污染和氣候?yàn)?zāi)難時(shí)，人們才猛然地驚醒，急切地尋找替代能源，反樸歸真地重新重視可再生能源的利用，反而將老祖先已經(jīng)使用了數(shù)千年的能源，冠上了“新能源”的頭銜。
　　
　　何謂新能源？嚴(yán)格定義應(yīng)當(dāng)是：低價(jià)可再生清潔能源。“低價(jià)”、“可再生”、“清潔”這三要素缺一不可。而現(xiàn)有的水力發(fā)電、太陽能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電，其實(shí)都不完全符合上述三要素。雖然水力發(fā)電成本相對較低，但存在投資高、建設(shè)周期長、對河流局部地質(zhì)環(huán)境影響大，還有潰壩風(fēng)險(xiǎn)等，并未真正達(dá)到生態(tài)環(huán)保和安全可靠的要求。至于太陽能發(fā)電，雖然對使用方來說是清潔能源，但對硅晶片生產(chǎn)制造方來說，卻存在著嚴(yán)重污染和巨大能耗；實(shí)質(zhì)是污染和能耗地點(diǎn)的轉(zhuǎn)移，綜合衡量不能算是清潔能源。只有風(fēng)力發(fā)電，確實(shí)稱得上是可再生清潔能源，但目前的風(fēng)力發(fā)電還處在投資高、效率低、并網(wǎng)難的困境。
　　
　　根據(jù)上述分析，未來的水力發(fā)電，只有在改變大規(guī)模攔河筑壩的水能利用方式后，才能算是讓人滿意的新能源。太陽能發(fā)電，也只有在找到光電轉(zhuǎn)換效率高、成本造價(jià)低、生產(chǎn)過程無污染的新材料后，才能算是具有普及使用價(jià)值的清潔實(shí)用能源。風(fēng)力發(fā)電，必須在大力降低成本后，才能算是真正合格的新能源。比較之下，只有風(fēng)力發(fā)電前景最光明，為什么這樣說？因?yàn)樗Πl(fā)電資源有限，不僅要依賴大江大河，還受地理地質(zhì)條件限制。太陽能發(fā)電受陰云雨雪、季節(jié)、黑夜等眾多因素制約。只有風(fēng)力發(fā)電，適應(yīng)范圍廣、制約因素少、普及較方便，是最具有發(fā)展前途的可再生清潔能源。
　　
　　回顧人類對風(fēng)能的利用，可以說歷史悠久，成效非凡。直到工業(yè)革命前的數(shù)千年間，風(fēng)能在人類的水運(yùn)和航海史上，曾經(jīng)發(fā)揮過至關(guān)重要的作用，可以說風(fēng)能促進(jìn)了人類社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步。但現(xiàn)代的風(fēng)力發(fā)電，對風(fēng)能利用的效率卻不如古代的帆船；因?yàn)楣糯姆徽擄L(fēng)大、風(fēng)小、順風(fēng)還是逆風(fēng)，都能日夜兼程地向前行；而現(xiàn)代的風(fēng)車，每年大多數(shù)時(shí)間都是處在無法運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的情況？這要從現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電的歷史說起，我們知道現(xiàn)代的風(fēng)力發(fā)電靠的是風(fēng)車，也就是人們常見的三槳水平軸風(fēng)車。其實(shí)，風(fēng)車的最早用途并不是用來發(fā)電，而是用來抽水，不論是古代的中國，還是歐洲的荷蘭、丹麥等國家，最先都是將風(fēng)車用作抽水為主。不過中國古代采用的是垂直軸阻力型的帆式風(fēng)車，而歐洲國家采用的是水平軸升力型的槳式風(fēng)車。真是殊途同歸，為了同一個(gè)抽水目的，有風(fēng)就抽，無風(fēng)不抽，風(fēng)大多抽，風(fēng)小少抽，讓人們悠閑自得、極少煩神地使用了數(shù)百年。直到歐洲人率先將風(fēng)車用于發(fā)電時(shí)，人們才對風(fēng)車寄予了更大的厚望。出于加快風(fēng)車轉(zhuǎn)速，提高發(fā)電效率的目的，采取了減少槳葉數(shù)量、加大槳葉長度、縮小槳葉面積的辦法，竭力降低槳葉的阻力，增大槳葉的尖速比。增速后的風(fēng)車，果然達(dá)到了增加發(fā)電量的目的，卻付出了降低微風(fēng)性能和風(fēng)時(shí)利用率的代價(jià)。好在北歐國家海洋性氣候的風(fēng)速較大較穩(wěn)，這樣的改進(jìn)利大于弊。隨著風(fēng)車逐步向大型化和超大型化發(fā)展，受槳葉材料的限制，為了既增加槳葉的尖速比和掃風(fēng)面積，又減輕自身重量，只能把槳葉設(shè)計(jì)成更細(xì)更長的空心結(jié)構(gòu)，最終變成了“一根桿子三根針”的現(xiàn)代式樣。
　　
　　現(xiàn)在大量普及的三槳水平軸風(fēng)車，是西方人應(yīng)用空氣動(dòng)力學(xué)原理，并參照直升飛機(jī)螺旋槳理論設(shè)計(jì)的。其原理是：依據(jù)伯努利方程，在流體流速變化界面兩端，流體的總能量守恒。將風(fēng)車槳葉的掃風(fēng)界面看作流體流速變化的界面，來進(jìn)行槳葉設(shè)計(jì)。這樣的理論在應(yīng)用于小型風(fēng)車設(shè)計(jì)時(shí)，由于小風(fēng)車的旋轉(zhuǎn)速度很高，依據(jù)該理論還有一些可參照性；但在應(yīng)用于大型風(fēng)車設(shè)計(jì)時(shí)，仍然用該理論作為設(shè)計(jì)依據(jù)，就明顯不合適了；因?yàn)榇笮惋L(fēng)車的旋轉(zhuǎn)速度很低，槳葉的掃風(fēng)界面，不能再被看作是流體流速變化的界面了。其實(shí)，飛機(jī)螺旋槳與風(fēng)車槳葉有著本質(zhì)的區(qū)別，因?yàn)轱w機(jī)螺旋槳是主動(dòng)高速旋轉(zhuǎn)，而風(fēng)車槳葉是被動(dòng)低速旋轉(zhuǎn)，兩者根本就是不同的概念，不應(yīng)該采用相同的設(shè)計(jì)理念。
　　
　　至于西方人為什么會(huì)得出水平軸風(fēng)車效率高于垂直軸風(fēng)車的結(jié)論？應(yīng)該說是有實(shí)驗(yàn)依據(jù)的，早期的西方人肯定進(jìn)行過風(fēng)洞對比試驗(yàn)，而這樣的風(fēng)洞對比試驗(yàn)，很大可能采用的是小型風(fēng)車。由于小型風(fēng)車的轉(zhuǎn)速高，水平軸風(fēng)車槳葉在高轉(zhuǎn)速下，其截風(fēng)效能不僅不受影響，反而更有利，效率當(dāng)然高。而小型垂直軸風(fēng)車，在轉(zhuǎn)速相對較高的情況下，槳葉截風(fēng)效能隨轉(zhuǎn)速的提高而降低，逆風(fēng)側(cè)的阻力反而加大。況且，早期的小型風(fēng)機(jī)，普遍采用的是共軸直驅(qū)式電機(jī)，轉(zhuǎn)速高的水平軸風(fēng)車明顯占優(yōu)勢；可想，在這樣的早期對比試驗(yàn)中，難免會(huì)得出水平軸風(fēng)車效率高于垂直軸風(fēng)車的結(jié)論。