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上式为风能的表达式。在国际单位制中， 的单位是kg /m3 ；V的单位是m3； 的单位是m /s；E单位是W。根据上式的结构可以看出，风能的大小随气流速度的增大而增大，与气流速度的三次方成线性关系，同时也和气流密度与通过的面积成正比。其中 和 随海拔、地形、位置等因素的变化而变化。
2.1.2 贝茨理论
贝茨最早建立了风力机气动理论。该理论建立在许多假设上。首先假设是理想风轮，有无限多的叶片，假设没有轮毂，根据这些条件可以得出这时气流通经风轮时是没有阻力的，所以这时候的风轮就是一个纯粹的能量转换器；并且，假设流过风轮扫掠面的气流是均匀的，而且气流通过风轮前后的速度方向均往轴向。
如图2-1所示，假定在流动的大气中风轮是理想的。并规定：
——离风力机一定距离时的上游风速；
——通过风轮时的实际风速；
——距离风轮远处的下游风速。