从风车到风力涡轮机：相隔800年的相同理念
现代风力涡轮机和中世纪谷物磨坊的运行原理相同——移动的空气带动轴转动。在过去的一千年里，改变的是轴的用途。
最早的风车可以追溯到大约1400年前，位于现代伊朗和阿富汗边境的锡斯坦地区。公元7世纪的建造者在那里建造了带有帆布覆盖木制叶片的垂直轴磨坊，用于磨谷物和从水井中提水。在接下来的几个世纪里，这种设计沿着贸易路线向西传播——到11世纪，风力在整个中东地区广泛使用，商人和返回的十字军被认为是将这项技术带入欧洲的功臣。
欧洲的建造者对设计进行了大幅修改。他们没有采用波斯的垂直轴磨坊，而是开发了水平轴风车，其现在熟悉的旋转风帆安装在塔楼或柱子上，特别是荷兰人利用大型风力水泵排干莱茵河三角洲低洼地区的湖泊和沼泽，开垦了原本会淹没在水下的土地。到14世纪，风车已经传播到俄罗斯，用风力——而不是人力、动物或流水——驱动磨坊磨谷物，已成为中世纪最重要的技术之一。
新大陆，新形态
当欧洲殖民者将风车技术带到北美时，设计再次改变以适应不同的地貌。美国磨坊没有采用水平轴上的一个大型转子，而是通常使用许多围绕垂直轴排列的短叶片，让磨坊能够捕捉来自任何方向的风——这在美国西部开阔多变的大平原上非常有用，那里安装了数千个这种小型磨坊，用于为农场和牲畜抽水。19世纪50年代，丹尼尔·哈利迪和约翰·伯纳姆建造了一种能自动转向风向并调节自身速度的风车，这使得风力抽水在边疆地区变得更加实用和可靠，从而取得了商业突破。
从磨谷物到发电的飞跃
向电力转变发生在19世纪末，而且几乎同时在两个地方发生。在苏格兰，电气工程师詹姆斯·布莱斯建造了普遍认为是第一台风力发电机。在美国，发明家查尔斯·F·布拉什于1887年建造了一台更大的机器，并于次年安装在俄亥俄州——一个直径56英尺的转子，为他自己的家供电，产生约12千瓦的电力。这台机器以及随后的机器，也改变了词语的含义：磨谷物的风车仍然是风车，但用于发电的风车开始被称为风力涡轮机。20世纪，发展仍在继续——用钢叶片取代木头和布料，到1941年，第一台设计用于产生整整一兆瓦电力的涡轮机问世。1970年代的石油危机随后将风力技术从一个小众领域推向了国家重点投资的领域，这一轨迹或多或少地延续至今，直到今天正在安装的超大型海上涡轮机。
以插图故事形式讲述
常见问题
风车是在欧洲发明的吗？
不是。已知最早的风车大约建于公元7世纪，位于现代伊朗和阿富汗边境的锡斯坦，采用垂直轴设计来磨谷物和抽水。这项技术在几个世纪后沿着贸易路线和返回的十字军传入欧洲，欧洲的建造者将其重新设计成大多数人今天所见的水平轴磨坊。
风车何时开始发电？
这一转变发生在19世纪80年代末。苏格兰工程师詹姆斯·布莱斯在1887年左右建造了早期的风力发电机，美国发明家查尔斯·F·布拉什于1888年在俄亥俄州安装了一台更大的56英尺机器，为他自己的家供电。大约在这个时期，“风力涡轮机”一词开始取代“风车”，用于指代用于发电而非磨谷物的机器。
风车和风力涡轮机之间有什么实际区别？
从机械角度看，两者都将风的运动转化为旋转轴——核心物理原理没有改变。区别在于轴连接到什么：风车的轴传统上驱动磨石或水泵，而风力涡轮机的轴驱动发电机。现代涡轮机也大得多，叶片长度可以超过100米，而传统风车使用的是木制风帆。