• 太阳照射极地和赤道的不均匀使得地表的受热不均匀。
• 地表温度上升的速度较海面快。
• 大气中同温层如同天花板的效应加速了气体的对流。
• 季节的变化。
• 科里奥利力。

空气流动具有的动能称风能，空气流速越高，动能越大。用风车可以把风的动能转化为有用的机械能，而用风力发动机可以把风的动能转化为电力，其原理为通过传动轴，将转子（由以空气动力推动的扇叶组成）的旋转动力发送至发电机。

风能是风的能量转换成可利用的能量形式，例如使用风力涡轮机产生电力、风车产生机械动力、风泵抽水或排水，或风帆推动船。在现代，涡轮叶片将气流的机械能以发电机转为电能。

内蒙古草原上的风力发电机

• 发电
• 帆船
• 抽水（地下水或海水）与灌溉
• 磨坊

• 风能设施日趋进步，大量降低生产成本，是再生能源中相当具有经济竞争力及发展潜力的；在许多情况下，风力发电成本已经足以与传统发电相比，甚至在一些地方（如美国中西部），风力已经比燃煤发电便宜。
• 风能设施多为立体化设施，在适当地点使用适当机器，对陆地和生态的破坏较低。
• 风力发电是可再生能源，空气污染及碳排放较少，其他环境成本也低。
• 风力发电可以是分布式发电，没有大型发电设施过于集中的风险。
• 风力发电机可依需求卸载，增加电网稳定性。

位置香港南丫岛的风力发电站

• 风力发电在生态上的问题是可能干扰鸟类，如美国堪萨斯州的松鸡在风车出现之后已渐渐消失。目前其中一个解决方案是海上离岸发电，离岸发电成本较高但效率也高；另一个解决方案则是小型垂直风力发电，这种风力发电可以架设在自家屋顶及后院。
• 风场成排的风力发电机组可能会对地区性和季节性迁徙的鸟类，在利用栖息地、繁殖地与觅食地之间产生干扰，致使可利用的栖地减少甚至碰撞伤亡，尤其是对偏好在海岸栖地、族群量高密度的鸻形目（Charadriiformes）水鸟冲击更大。[17]
• 在部分地区，风力发电的经济性不足，许多地区的风力为间歇性，更糟糕的情况是如台湾陆地在电力需求较高的夏季及白日却是风力较少的时段。虽然说仍可满足一定需求，但大量使用风力发电必须要等待储能系统的发展、或采取离岸发电。
• 大型风力发电需要大量土地兴建风力发电场，才可以生产比较多的能源。
• 进行风力发电时，中、大型风力发电机会发出庞大的噪音，所以设立地点必须远离住家，或使用小型低噪音机种。

风能可以通过风车来提取。当风吹动涡轮时，风力带风车动绕轴旋转，使得风能转化为机械能。而风能转化量直接与空气密度、涡轮扫过的面积和风速的三次方成正比。风吹过风机涡轮（Wind Turbine）而使得风速减弱，这也限制了涡轮可提取的能量。

风能利用技术的不断革新，使这种丰富的可再生能源正重放异彩。据估计，二三十年内，风力发电量将要占欧盟总电力供应约30%左右。

风力发电机又可分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机，垂直轴风力发电机又分为几种，譬如Darrieus风机或Gorlov风机。

1919年，德国物理学家贝兹认为，不管如何设计涡轮，风机最多只能提取风中59%的能量，此称为贝兹极限定律（Betz Limit）。现今正在运作的风力发电机所能达到的极限约为40%。[18]大多数风力发电机实际效率范围从20%到40%[19]。

风力发电的细长（高展弦比）的风机叶片，在低速有比较高效率。

2002年位于科罗拉多的李大农场设施所测风速发生的频率（红色）和产生的能量（蓝色）。直方图显示被测量的数据，而曲线是相同的平均风速分布（Rayleigh模式）。能源是风直接通过一个直径100米的圆圈而计算的。一年通过这个圈子的总能量为1,540万度。

因为自然界中的风速常变化，并且给定地点所得的潜势风能（Potential Wind Energy）并不代表风力发电机在该处实际可以产生的能量。为了估计在某一特定位置的风速频率，必须使用风速几率分布函数来分析该地的风速历史数据。风力发电最常用的风速几率函数为韦伯分布（Weibull Distribution），可较准确地反映在各个地点每小时的风速几率分布。韦伯分布中形状参数 k=2 时便是瑞利分布（Rayleigh Distribution），瑞利分布的另一参数可由平均风速来换算，因此常被作为一个较粗略但更简单的几率模型。

因为地表附近，高度愈高，风速愈大。而风能是与风速的三次方成所正比，所以风机高度愈高，发电量愈多，因此现今有许多风机的高度都超过100公尺。

因为自然界中的风速并不稳定，所以无法像使用燃料的火力发电厂一样，可以依照用电需求来调整发电量。因此风力发电整年发电量的计算方法与其他能源不同。安装良好的风力发电机实际的发电量可达40%，跟一般使用燃料的发电厂的涡轮机相比（1000kW的风力发电机），每年可发电量最多可到400kW。虽然风能输出的功率是难以预测的，但每年发电量的变化应在几个百分比之内。而在地球表面一定范围内，经过长期测量、调查与统计得出的平均风能密度的概况，通常以密度线标示在地图上。

因风能不能持续产生，常以抽水蓄能电站或其他方法来保存风能以保持电力能持续供应，这大约增加25%费用。

但数千年来，风能技术发展缓慢，没有引起人们足够的重视。但自1973年第一次石油危机以来，在常规能源告急和全球生态环境恶化的双重压力下，风能作为新能源的一部分才重新有了长足的发展。风能作为一种无污染和可再生的新能源有着巨大的发展潜力，特别是对沿海岛屿，交通不便的偏远山区，地广人稀的草原牧场，以及远离电网和近期内电网还难以达到的农村、边疆，作为解决生产和生活能源的一种可靠途径，有着十分重要的意义。即使在发达国家，风能作为一种高效清洁的新能源也日益受到重视，比如：美国能源部就曾经调查过，单是德克萨斯州和南达科他州两州的风能密度就足以供应全美国的用电量。

2003年美国的风力发电成长就超过了所有发电机的平均成长率。自2004年起，风力发电更成为在所有新式能源中已是最便宜的了。在2001年风力能源的成本已降到20世纪6、70年代时的五分之一，而且随着大容量发电机的使用，下降趋势还会持续[20][21]。

2016年全球电力来源

•   煤: 9,594,341 GWh (38.3%)
•   天然气: 5,793,896 GWh (23.1%)
•   水力: 4,170,035 GWh (16.6%)
•   核能: 2,605,985 GWh (10.4%)
•   风力: 957,694 GWh (3.8%)
•   石油: 931,351 GWh (3.7%)
•   生质能: 462,167 GWh (1.8%)
•   太阳能光伏: 328,038 GWh (1.3%)
•   其它: 238,081 GWh (0.9%)

2016年全球总发电量:

25,081,588GWh

数据源:IEA[22]

又称陆域风力发电。全球首个风力发电场是位于美国新罕布什尔州的分叉山，在1980年建造，总共有20座风力发电机，提供0.6MW电力功率。

一般来说，安装在离海岸多于3km的内陆山脊的风力发电机能有较多输出，这是因为地形的效应使风速加快。但每台风力发电机选取的实际位置会很复杂及重要，因为30m距离的差别可使电力输出双差一倍。

风力发电自80年代开始受到西方各国重视以来，至今全球风力发电量每年快速成长，在2016年已成为全球各类电力来源第5大[22]。

全世界以风力产生的电力在2008年共约2,192亿度，当年风力供应电力占全世界用电量的1%，在2014年时全球风力发电量已增长到占全球总发电量3%，2018年已占全球总发电量4.8%[9]。风能对大多数国家而言还不是主要的能源，但在2000年到2015年之间已经成长了二十四倍。

2020年各国再生能源占发电量比例之目标[27]：

	国家	2014情况	2020目标
瑞典	63.3%	62.9%
奥地利	70.0%	70.6%
丹麦	48.5%	50%（风电占用电量比）
法国	18.3%	27%
西班牙	37.8%	38.1%
德国	28.2%	35%
意大利	33.4%	26%
荷兰	10.0%	37%

目前世界各国的可再生能源推动制度，主要可分为[28]：

• 固定电价系统（Fixed-price Systems）：由政府制订可再生能源优惠收购电价，由市场决定数量。其主要之方式包括：

1. 设备补助（Investment Subsidies）：丹麦、德国及西班牙等在风力发电发展初期，皆采行设备补助的方式。
2. 固定收购价格（Fixed Feed-in Tariffs）：德国、丹麦及西班牙。
3. 固定补贴价格（Fixed-premium Systems）。
4. 税赋抵减（Tax Credits）：美国。

• 固定电量系统（Fixed Quantity Systems）：又称可再生能源配比系统（Renewable-quota System，美国称为Renewable Portfolio Standard），由政府规定再生能源发电量，由市场决定价格。其主要之方式包括：

1. 竞价系统（Tendering Systems）：英国、爱尔兰及法国。
2. 可交易绿色凭证系统（Tradable Green Certificate Systems）：英国、瑞典、比利时、意大利及日本。

两种推动制度之用意为形成保护市场，通过政府的力量让可再生能源于电力市场上更具投资效益，而其最终目的为提升技术与降低成本，以确保可再生能源未来能于自由市场中与传统能源竞争。

• World Wind Energy Association (WWEA) （页面存档备份，存于） （英文）
• Global Wind Energy Council (GWEC) （页面存档备份，存于） （英文）