पवन ऊर्जा



पवन शक्ति अथवा पवन ऊर्जा अधिकतर बिजली उत्पादन के लिए पवन टर्बाइनों में उपयोग होती है। पवन ऊर्जा लोकप्रिय तथा स्थायी , नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत है जिसका जीवाश्म ईंधन जलाने की तुलना में पर्यावरणीय प्रभाव बहुत कम है। ऐतिहासिक रूप से, पवन ऊर्जा का उपयोग पाल(पालोंवाला जहाज), पवन चक्कियों और पवन पंपों में किया जाता रहा है, किन्तु आज इसका उपयोग अधिकतर बिजली उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। पवन खेतों में कई भिन्न-भिन्न पवन टर्बाइन होते हैं, जो विद्युत शक्ति संचरण विद्युत ग्रिड से जुड़े होते हैं। नया तटवर्ती पवन खेत अथवा ऑनशोर (ऑन-लैंड) पवन फार्म नए कोयले से चलने वाले पावर स्टेशन अथवा गैस से चलने वाले पावर प्लांट से सस्ते हैं, किन्तु जीवाश्म ईंधन सब्सिडी से पवन ऊर्जा का विस्तार बाधित हो रहा है।  कुछ अन्य बिजली स्टेशनों की तुलना में तटवर्ती पवन फार्मों का पर्यावरण और परिदृश्य पर अधिक दृश्य प्रभाव पड़ता है।  छोटे तटवर्ती पवन फ़ार्म ग्रिड को कुछ ऊर्जा प्रदान कर सकते हैंअथवा भिन्न-भिन्न ऑफ-ग्रिड स्थानों को शक्ति प्रदान कर सकते हैं। अपतटीय पवन ऊर्जा कम विचलन के साथ स्थापित प्रति क्षमता अधिक ऊर्जा प्रदान करती है और कम दृश्य प्रभाव डालती है। चूंकि वर्तमान में कम अपतटीय पवन ऊर्जा है, तथा इसमें निर्माण और देखभाल की लागत अधिक है, अतः इसमें विस्तार हो रहा है। वर्तमान में लगभग 10% नए प्रतिष्ठानों का अंश अपतटीय पवन ऊर्जा का है।

पवन ऊर्जा परिवर्तनीय नवीकरणीय ऊर्जा है, इसलिए ऊर्जा प्रबंधन अथवा बिजली-प्रबंधन विधियों का उपयोग आपूर्ति और मांग से मेल खाने के लिए किया जाता है, जैसे कि पवन संकर बिजली प्रणाली(पवन हाईब्रिड पॉवर सिस्टम), जल विद्युत शक्ति(हाइड्रोइलेक्ट्रिक पॉवर)अथवा अन्य प्रेषण योग्य उत्पादन बिजली स्रोत, अतिरिक्त क्षमता, भौगोलिक दृष्टि से वितरित टर्बाइन, निकटतम क्षेत्रों में निर्यात और आयात बिजली अथवा ग्रिड भंडारण इत्यादि। जैसे ही किसी क्षेत्र में पवन ऊर्जा का अनुपात बढ़ता है, ग्रिड को अपग्रेड करने की आवश्यकता होती है। मौसम का पूर्वानुमान बिजली-ऊर्जा नेटवर्क को उत्पादन में होने वाली अनुमानित विविधताओं के लिए तैयार करने की अनुमति देता है।

2021 में, पवन ऊर्जा द्वारा 1800 टेरावाट-घंटा बिजली की आपूर्ति की गयी, जो विश्व बिजली का 6% से अधिक और विश्व ऊर्जा का लगभग 2% था। 2021 के समय लगभग 100 गीगावाट जोड़े जाने के साथ, अधिकतर चीन और संयुक्त राज्य अमेरिका में , वैश्विक स्थापित पवन ऊर्जा क्षमता 800 गीगावाट से अधिक हो गई। जलवायु परिवर्तन को सीमित करने के लिए तथा पेरिस समझौते के लक्ष्यों को पूरा करने में सहायता करने के लिए विश्लेषकों का कहना है कि इसका विस्तार बहुत तेजी से होना चाहिए लगभग प्रति वर्ष बिजली उत्पादन 1% से अधिक होना आवश्यक है।

उच्च उत्तरी और दक्षिणी अक्षांशों के क्षेत्रों में पवन ऊर्जा की उच्चतम क्षमता है। अधिकांश क्षेत्रों में, पवन ऊर्जा उत्पादन रात के समय में और सर्दियों में तब अधिक होता है जब पीवी उत्पादन कम होता है। इस कारण से, कई देशों में पवन और सौर ऊर्जा का संयोजन उपयुक्त है।

पवन ऊर्जा
पवन ऊर्जा गतिमान वायु की गतिज ऊर्जा है, जिसे पवन भी कहते हैं। समय t के दौरान क्षेत्र A के साथ काल्पनिक सतह से बहने वाली कुल पवन ऊर्जा है:

$$E={\frac {1}{2}}mv^{2}={\frac {1}{2}}(Avt\rho )v^{2}={\frac {1}{2}}At\rho v^{3}, $$ ]]

पवन ऊर्जा गतिमान वायु की गतिज ऊर्जा  है, जिसे पवन भी कहते हैं। समय t के दौरान क्षेत्र A के साथ एक काल्पनिक सतह से बहने वाली कुल पवन ऊर्जा है:


 * $$E = \frac{1}{2}mv^2 = \frac{1}{2}(Avt\rho)v^2 = \frac{1}{2}At\rho v^3,$$

जहाँ ρ हवा का घनत्व है; v हवा की गति है; Avt A से निकलने वाली हवा का आयतन है (जिसे हवा की दिशा के लंबवत माना जाता है); इसलिए Avtρ द्रव्यमान m है जो A से होकर गुजर रहा है। $1/2$ ρv 2 प्रति इकाई आयतन में गतिमान वायु की गतिज ऊर्जा है।

शक्ति ऊर्जा प्रति यूनिट समय है, इसलिए A पर पवन ऊर्जा घटना (उदाहरण के लिए पवन टरबाइन के रोटर क्षेत्र के बराबर) है:


 * $$P = \frac{E}{t} = \frac{1}{2}A\rho v^3.$$

खुली हवा की धारा में पवन ऊर्जा इस प्रकार हवा की गति की तीसरी शक्ति के समानुपाती होती है कि जब हवा की गति दोगुनी होने पर उस समय उपलब्ध शक्ति आठ गुना बढ़ जाती है।

वायु पृथ्वी की सतह पर हवा की गति है, जो उच्च और निम्न दबाव के क्षेत्रों द्वारा संचालित होती है।

1979 से 2010 की अवधि में वैश्विक पवन गतिज ऊर्जा का औसत लगभग 1.50 MJ/m2, उत्तरी गोलार्ध में 1.31 एमजे/एम2 और दक्षिणी गोलार्ध में 1.70 MJ/m2 था। वायुमंडल थर्मल इंजन के रूप में कार्य करता है, तथा उच्च तापमान पर गर्मी को अवशोषित करता है, और कम तापमान पर गर्मी उत्सर्जित करता है। यह प्रक्रिया 2.46 वाट/मी 2 की दर से पवन गतिज ऊर्जा के उत्पादन के लिए जिम्मेदार है तथा इस प्रकार घर्षण के विरुद्ध वातावरण के संचलन को बनाए रखता है।

पवन संसाधन मूल्यांकन के माध्यम से, देश अथवा क्षेत्र अथवा किसी विशिष्ट साइट के लिए विश्व स्तर पर पवन ऊर्जा क्षमता का अनुमान लगाना संभव है। विश्व बैंक के साथ साझेदारी में डेनमार्क के तकनीकी विश्वविद्यालय द्वारा प्रदान किया गया ग्लोबल विंड एटलस पवन ऊर्जा की क्षमता का वैश्विक मूल्यांकन प्रदान करता है।

'स्थैतिक' पवन संसाधन एटलस के विपरीत, जो कई वर्षों में हवा की गति और बिजली घनत्व का औसत अनुमान लगाता है, रिन्यूएबल्स-निंजा जैसे उपकरण एक घंटे के रिज़ॉल्यूशन पर विभिन्न पवन टरबाइन मॉडल से हवा की गति और बिजली उत्पादन के समय-भिन्न सिमुलेशन प्रदान करते हैं। पवन संसाधन क्षमता का अधिक विस्तृत, साइट-विशिष्ट आकलन विशेषज्ञ वाणिज्यिक प्रदाताओं से प्राप्त किया जा सकता है, और कई बड़े पवन डेवलपर्स के पास इन-हाउस मॉडलिंग क्षमताएं हैं।

हवा से उपलब्ध आर्थिक रूप से निकालने योग्य बिजली की कुल मात्रा सभी स्रोतों से वर्तमान मानव शक्ति के सामान्य उपयोग से अधिक है। हवा की ताकत भिन्न-भिन्न होती है, और किसी दिए गए स्थान के लिए औसत मूल्य मात्र उस ऊर्जा की मात्रा को इंगित नहीं करता है जो एक पवन टरबाइन वहां उत्पन्न कर सकता है।

संभावित पवन ऊर्जा साइटों का आकलन करने के लिए, संभाव्यता वितरण समारोह अधिकांशतः देखे गए पवन गति डेटा के लिए उपयुक्त होता है। भिन्न-भिन्न स्थानों में भिन्न-भिन्न हवा की गति का वितरण होगा। वेइबुल मॉडल कई स्थानों पर प्रति घंटा/दस मिनट की हवा की गति के वास्तविक वितरण को पूर्ण शुद्धता से दर्शाता है। वेइबुल कारक अधिकांशतः 2 के करीब होता है और इसलिए रेले वितरण का उपयोग कम स्पष्ट, किन्तु सरल मॉडल के रूप में किया जा सकता है।

पवन फार्म
पवन फार्म एक ही स्थान पर पवन टर्बाइनों का समूह है। एक बड़े पवन खेत में विस्तारित क्षेत्र में वितरित कई सौ भिन्न-भिन्न पवन टर्बाइन सम्मिलित हो सकते हैं। टर्बाइनों के बीच की भूमि का उपयोग कृषि अथवा अन्य उद्देश्यों के लिए किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, विश्व के सबसे बड़े पवन फार्म गांसु विंड फार्म में कई हजार टर्बाइन हैं। पवन खेत अपतटीय भी स्थित हो सकता है। लगभग सभी बड़ी पवन टर्बाइनों का डिज़ाइन एक जैसा होता है यह एक क्षैतिज अक्षीय पवन टर्बाइन (नैकेले) जिसमें 3 ब्लेड वाला अपविंड रोटर होता है, जो एक लंबे ट्यूबलर टॉवर के शीर्ष पर विंड टर्बाइन(नैकेले) से जुड़ा होता है।

विंड फ़ार्म में, भिन्न-भिन्न टर्बाइन एक मध्यम वोल्टेज (अधिकांशतः 34.5 केवी) बिजली संग्रह प्रणाली और संचार नेटवर्क से जुड़े होते हैं। सामान्यतः, पूर्ण विकसित पवन फार्म में प्रत्येक टरबाइन के बीच 7डी (पवन टरबाइन के रोटर व्यास का 7 गुना) की दूरी तय की जाती है। सबस्टेशन पर, इस मध्यम-वोल्टेज विद्युत प्रवाह को उच्च-वोल्टेज विद्युत शक्ति संचरण प्रणाली से जोड़ने के लिए ट्रांसफार्मर के साथ वोल्टेज में वृद्धि की जाती है।

जनरेटर विशेषताओं और स्थिरता
वर्तमान टर्बाइनों में प्रेरण जनरेटर का उपयोग नहीं किया जाता है। इसके अतिरिक्त, अधिकांश टर्बाइन टर्बाइन-जनरेटर और कलेक्टर प्रणाली के बीच अथवा आंशिक अथवा पूर्ण मापदंडों पर बिजली कनवर्टर के साथ संयुक्त चर गति जनरेटर का उपयोग करते हैं, जो सामान्यतः ग्रिड इंटरकनेक्शन के लिए अधिक वांछनीय गुण होते हैं और कम वोल्टेज राइड थ्रू-क्षमताएं होती हैं। आधुनिक टर्बाइन अथवा तो पूर्ण मापदंडों के कन्वर्टर्स के साथ आंशिक मापदंडों के कन्वर्टर्स अथवा स्क्विरल-केज इंडक्शन जनरेटर अथवा सिंक्रोनस जनरेटर (दोनों स्थायी और विद्युत रूप से उत्साहित) के साथ दोगुनी डबल फेड इलेक्ट्रिक मशीन का उपयोग करते हैं। ब्लैक स्टार्ट संभवतः उन स्थानों (जैसे आयोवा ) के लिए और विकसित किया जा रहा है जो हवा से अपनी अधिकांश बिजली उत्पन्न करते हैं।

ट्रांसमिशन प्रणाली ऑपरेटर ट्रांसमिशन ग्रिड से इंटरकनेक्शन के लिए आवश्यकताओं को निर्दिष्ट करने के लिए विंड फार्म डेवलपर को ग्रिड कोड के साथ आपूर्ति करेगा। इसमें शक्ति तत्व(पावर फैक्टर), यूटिलिटी फ्रीक्वेंसी की स्थिरता और प्रणाली फॉल्ट के समय विंड फार्म टर्बाइनों का गतिशील व्यवहार सम्मिलित होगा।

अपतटीय पवन ऊर्जा
अपतटीय पवन ऊर्जा पानी के बड़े निकायों, सामान्यतः समुद्र में पवन फार्म है। ये प्रतिष्ठान लगातार और अधिक शक्तिशाली हवाओं का उपयोग कर सकते हैं जो इन स्थानों में उपलब्ध हैं और भूमि आधारित परियोजनाओं की तुलना में परिदृश्य पर कम दृश्य प्रभाव डालती हैं। चूंकि, निर्माण और देखभाल की लागत सामान्य से अधिक है।

सीमेंस और वेस्तास अपतटीय पवन ऊर्जा के लिए प्रमुख टर्बाइन आपूर्तिकर्ता हैं। ऑर्स्टेड (कंपनी) अथवा ऑर्स्टेड, वेटनफॉल, और आरडब्ल्यूई प्रमुख अपतटीय ऑपरेटर हैं। नवंबर 2021 तक, यूनाइटेड किंगडम में हॉर्नसी विंड फार्म 1,218 मेगावाट पर विश्व का सबसे बड़ा अपतटीय पवन फ़ार्म है।

संग्रह और प्रसारण नेटवर्क
पवन फार्मों में, व्यक्तिगत टर्बाइन एक मध्यम वोल्टेज (सामान्यतः 34.5 केवी) बिजली संग्रह प्रणाली और संचार नेटवर्क से जुड़े होते हैं। सबस्टेशन पर, इस मध्यम-वोल्टेज विद्युत प्रवाह को उच्च वोल्टेज विद्युत शक्ति संचरण प्रणाली से जोड़ने के लिए ट्रांसफार्मर के साथ वोल्टेज में वृद्धि की जाती है। उत्पन्न बिजली को (अधिकांशतः दूरस्थ) बाजारों में लाने के लिए ट्रांसमिशन लाइन की आवश्यकता होती है। अपतटीय स्टेशन के लिए, पनडुब्बी केबल की आवश्यकता हो सकती है। अकेले पवन संसाधन के लिए नई उच्च वोल्टेज लाइन का निर्माण बहुत महंगा हो सकता है, किन्तु पवन स्थल पारंपरिक ईंधन उत्पादन के लिए पहले से स्थापित लाइनों का लाभ उठा सकते हैं।

पवन ऊर्जा संसाधन हमेशा उच्च जनसंख्या घनत्व के पास स्थित नहीं होते हैं। जैसे-जैसे ट्रांसमिशन लाइनें लंबी होती जाती हैं, पावर ट्रांसमिशन से जुड़ी हानियाँ बढ़ती जाती हैं, क्योंकि कम लंबाई पर हानि की विधियाँ तेज हो जाती हैं और लंबाई बढ़ने के साथ हानि की नई विधियाँ अब नगण्य नहीं रह जाती हैं; तथा बड़ी दूरी पर बड़े भार को ले जाना कठिन बना देती है।

जब संचरण क्षमता उत्पादन क्षमता को पूरा नहीं करती है, तो पवन फार्मों को अपनी पूरी क्षमता से कम उत्पादन करने के लिए मजबूर किया जाता है अथवा कर्टेलमेंट (बिजली) के रूप में जानी जाने वाली प्रक्रिया में पूरी तरह से बंद कर दिया जाता है। जबकि इससे संभावित नवीकरणीय उत्पादन अप्रयुक्त रह जाता है, यह संभावित ग्रिड अधिभार अथवा विश्वसनीय सेवा के कठिन परिस्थिति को रोकता है।

कुछ देशों में पवन ऊर्जा ग्रिड एकीकरण के लिए सबसे बड़ी वर्तमान चुनौतियों में से एक नई पारेषण लाइनों को विकसित करने की आवश्यकता है, जो पवन फार्मों से बिजली ले जाने के लिए, सामान्यतः कम जनसंख्या वाले दूरस्थ क्षेत्रों में, हवा की उपलब्धता के कारण, उच्च भार वाले स्थानों पर, सामान्यतः तटों पर होती है, जहां जनसंख्या का घनत्व अधिक है। दूर-दराज के स्थानों में उपस्थित किसी भी वर्तमान ट्रांसमिशन लाइन को बड़ी मात्रा में ऊर्जा के परिवहन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया होगा। विशेष भौगोलिक क्षेत्रों में, उच्चतम हवा की गति विद्युत शक्ति की उच्चतम मांग के साथ मेल नहीं खा सकती है,फिर वह अपतटीय हो अथवा तटवर्ती हो। एचवीडीसी सुपर ग्रिड के साथ व्यापक रूप से फैले भौगोलिक क्षेत्रों को जोड़ने के लिए संभावित भविष्य का विकल्प हो सकता है।

विकास के रुझान
2020 में, पवन ने लगभग 1600 टेरावाट-घंटा बिजली की आपूर्ति की, जो विश्वभर में विद्युत उत्पादन का 5% से अधिक और ऊर्जा खपत का लगभग 2% थी। 2020 के समय 100 गीगावाट से अधिक जोड़े जाने के साथ, अधिकतर चीन में, वैश्विक स्थापित पवन ऊर्जा क्षमता 730 गीगावाट से अधिक पहुंच गई। किन्तु जलवायु परिवर्तन को सीमित करने के लिए तथा पेरिस समझौते के लक्ष्यों को पूरा करने में सहायता करने के लिए, विश्लेषकों का कहना है कि इसका विस्तार बहुत तेजी से होना चाहिए , उदहारण के लिए , प्रति वर्ष बिजली उत्पादन 1% से अधिक हो। क्योंकि जीवाश्म ईंधन सब्सिडी से पवन ऊर्जा का विस्तार बाधित हो रहा है।

हवा से उत्पन्न होने वाली विद्युत शक्ति की वास्तविक मात्रा की गणना नेमप्लेट क्षमता को क्षमता-कारक से गुणा करके की जाती है, जो उपकरण और स्थान के अनुसार भिन्न होती है। पवन प्रतिष्ठानों के लिए क्षमता कारकों का अनुमान 35% से 44% की सीमा में है।

क्षमता कारक
चूँकि हवा की गति स्थिर नहीं होती है, अतः पवन फार्म का वार्षिक ऊर्जा उत्पादन कभी भी उतना नहीं होता जितना जनरेटर नेमप्लेट रेटिंग का योग एक वर्ष में कुल घंटों से गुणा किया जाता है। एक वर्ष में इस सैद्धांतिक तथा वास्तविक अधिकतम उत्पादकता के लिए अनुपात को क्षमता कारक कहा जाता है। कुछ स्थानों के लिए ऑनलाइन डेटा उपलब्ध है, और क्षमता कारक की गणना वार्षिक उत्पादन से की जा सकती है।

बिजली उत्पन्न करने वाला संयंत्रों के विपरीत, क्षमता कारक कई मापदंडों से प्रभावित होता है, जिसमें साइट पर हवा की परिवर्तनशीलता और टर्बाइन के स्वेप्ट एरिया के सापेक्ष विद्युत शक्ति का आकार सम्मिलित है। एक छोटा जनरेटर सस्ता होगा और उच्च क्षमता कारक प्राप्त करेगा किन्तु उच्च हवाओं में कम बिजली (और इस प्रकार कम लाभ) का उत्पादन करेगा। इसके विपरीत, बड़े जनरेटर की लागत अधिक होगी किन्तु थोड़ी अतिरिक्त शक्ति उत्पन्न होगी औरकम हवा की गति पर स्टाल (उड़ान) प्रकार के आधार पर हो सकती है। इस प्रकार लगभग 40-50% के इष्टतम क्षमता कारक का लक्ष्य होगा।

पेनेट्रेशन
पवन ऊर्जा पैठ कुल उत्पादन की तुलना में हवा द्वारा उत्पादित ऊर्जा का अंश है। 2021 में विश्वभर में बिजली के उपयोग में पवन ऊर्जा की भाग लगभग 7% थी, जो 2015 में मात्र 3.5% थी।

हवा के प्रवेश का कोई सामान्यतः स्वीकृत अधिकतम स्तर नहीं है। किसी विशेष विद्युत ग्रिड की सीमा वर्तमान उत्पादन संयंत्रों, मूल्य निर्धारण तंत्र, ऊर्जा भंडारण की क्षमता, मांग प्रबंधन और अन्य कारकों पर निर्भर करेगी। इंटरकनेक्टेड इलेक्ट्रिक पावर ग्रिड में पहले से ही ऑपरेटिंग रिजर्व और इलेक्ट्रिक पावर ट्रांसमिशन क्षमता सम्मिलित होगी जिससे उपकरण विफलताओं की अनुमति मिल सके। यह आरक्षित क्षमता पवन स्टेशनों द्वारा उत्पादित भिन्न-भिन्न बिजली उत्पादन की भरपाई के लिए भी काम कर सकती है। अध्ययनों ने संकेत दिया है कि कुल वार्षिक विद्युत ऊर्जा खपत का 20% न्यूनतम कठिनाई के साथ सम्मिलित किया जा सकता है। ये अध्ययन भौगोलिक रूप से बिखरे हुए पवन फार्मों, भंडारण क्षमता, मांग प्रबंधन के साथ कुछ हद तक डिस्पैचेबल उत्पादनअथवा जलविद्युत वाले स्थानों के लिए हैं, और आवश्यकता पड़ने पर बिजली के निर्यात को सक्षम करने वाले बड़े ग्रिड क्षेत्र से जुड़े हुए हैं। 20% के स्तर से भिन्न कुछ विधिक सीमाएँ हैं, किन्तु आर्थिक प्रभाव अधिक महत्वपूर्ण हो जाते हैं। विद्युत उपयोगिताओं ने प्रणाली स्थिरता पर पवन उत्पादन के बड़े मापदंडों पर प्रवेश के प्रभावों का अध्ययन करना जारी रखा है।

पवन ऊर्जा पैठ का आंकड़ा भिन्न-भिन्न समय अवधि के लिए निर्दिष्ट किया जा सकता है किन्तु अधिकांशतः इसे वार्षिक रूप से उद्धृत किया जाता है। वार्षिक पवनों से 100% प्राप्त करने के लिए पर्याप्त लंबी अवधि के भंडारण अथवा अन्य प्रणालियों के लिए पर्याप्त इंटरकनेक्शन की आवश्यकता होती है जिसमें पहले से ही पर्याप्त भंडारण हो सकता है। मासिक, साप्ताहिक, दैनिक,अथवा प्रति घंटे के आधार पर अथवा उससे कम हवा वर्तमान उपयोग के 100% से अधिक अथवा उससे अधिक की आपूर्ति शेष संग्रहीत, निर्यात अथवा कटौती के साथ कर सकती है। जैसे मौसमी उद्योग रात में जब हवा का उत्पादन सामान्य मांग से अधिक हो सकता है तब उच्च हवा और कम उपयोग के समय का लाभ उठा सकता है। इस तरह के उद्योग में सिलिकॉन, एल्यूमीनियम, स्टील, अथवा प्राकृतिक गैस, और हाइड्रोजन, और परिवर्तनीय नवीकरणीय ऊर्जा से 100% ऊर्जा की सुविधा के लिए भविष्य के दीर्घकालिक भंडारण का उपयोग करना उचित होता है। घरों को मांग पर अतिरिक्त विद्युत शक्ति स्वीकार करने के लिए भी प्रोग्राम किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, वॉटर हीटर थर्मोस्टैट्स को दूरस्थ रूप से चालू करना इत्यादि।

परिवर्तनशीलता
पवन ऊर्जा परिवर्तनशील है, और कम हवा की अवधि के दौरान, इसे अन्य ऊर्जा स्रोतों द्वारा प्रतिस्थापित करने की आवश्यकता हो सकती है। ट्रांसमिशन नेटवर्क वर्तमान में अन्य उत्पादन संयंत्रों के आउटेज और बिजली की मांग में दैनिक परिवर्तन का सामना करते हैं, किन्तु पवन ऊर्जा जैसे आंतरायिक बिजली स्रोतों की परिवर्तनशीलता पारंपरिक बिजली उत्पादन संयंत्रों की तुलना में अधिक बार-बार होती है, जो कि संचालन के लिए निर्धारित होने पर सक्षम हो सकते हैं। जो लगभग 95% समय में अपनी नेमप्लेट क्षमता प्रदान करती है।

पवन ऊर्जा से उत्पन्न बिजली कई भिन्न-भिन्न समय-सीमाओं( प्रति घंटा, दैनिकअथवा मौसम के अनुसार) पर अत्यधिक परिवर्तनशील हो सकती है। वार्षिक भिन्नता भी उपस्थित है किन्तु उतनी महत्वपूर्ण नहीं है। क्योंकि ग्रिड स्थिरता बनाए रखने के लिए तात्कालिक विद्युत उत्पादन और खपत संतुलन में रहना चाहिए, यह परिवर्तनशीलता बड़ी मात्रा में पवन ऊर्जा को ग्रिड प्रणाली में सम्मिलित करने के लिए पर्याप्त चुनौतियां प्रस्तुत कर सकती है। आंतरायिकता और गैर-आंतरायिक ऊर्जा स्रोत अथवा पवन ऊर्जा उत्पादन की शब्दावली प्रकृति विनियमन, वृद्धिशील ऑपरेटिंग रिजर्व के लिए लागत बढ़ा सकती है, और (उच्च प्रवेश स्तर पर) पहले से उपस्थित ऊर्जा मांग प्रबंधन, बिजली की कटौती , ,अथवा उच्च वोल्टेज प्रत्यक्ष वर्तमान केबल्स के साथ प्रणाली इंटरकनेक्शन भंडारण समाधान में वृद्धि की आवश्यकता हो सकती है।

बड़े जीवाश्म-ईंधन उत्पादन इकाइयों की विफलता के लिए भार और भत्ते में उतार-चढ़ाव के लिए परिचालन आरक्षित क्षमता की आवश्यकता होती है, जिसे पवन उत्पादन की परिवर्तनशीलता की भरपाई के लिए बढ़ाया जा सकता है।

बैटरी भंडारण पावर स्टेशन, यूटिलिटी-स्केल बैटरी का उपयोग अधिकांशतः प्रति घंटा और कम समयमान भिन्नता को संतुलित करने के लिए किया जाता है, किन्तु वाहन से ग्रिड 2020 के मध्य से आधार प्राप्त कर सकता है। पवन ऊर्जा अधिवक्ताओं का तर्क है कि कम हवा की अवधि से निपटने के लिए वर्तमान बिजली स्टेशनों अथवा एचवीडीसी के साथ इंटरलिंकिंग को फिर से प्रारंभ किया जा सकता है जो तैयार हैं।

प्रकार और स्थान के आधार पर परिवर्तनशील नवीकरणीय ऊर्जा का संयोजन, उनकी भिन्नता का पूर्वानुमान लगाना, और उन्हें डिस्पैचेबल नवीकरणीय, लचीले ईंधन वाले जनरेटर और मांग प्रतिक्रिया के साथ एकीकृत करना बिजली प्रणाली बना सकता है जिसमें बिजली आपूर्ति की आवश्यकताओं को मज़बूती से पूरा करने की क्षमता है। नवीकरणीय ऊर्जा के हमेशा उच्च स्तर को एकीकृत करना वास्तविक विश्व में सफलतापूर्वक प्रदर्शित किया जा रहा है।

"2009 में, आठ अमेरिकी और तीन यूरोपीय प्राधिकरणों ने प्रमुख इलेक्ट्रिकल इंजीनियरों के पेशेवर जर्नल में लिखा, कि 'बिजली पावर ग्रिड द्वारा समायोजित की जा सकने वाली पवन ऊर्जा की मात्रा के लिए एक विश्वसनीय और दृढ़ तकनीकी सीमा' नहीं मिल सकी। वास्तव में, 200 से अधिक अंतर्राष्ट्रीय अध्ययनों में से किसी एक में नहीं अपितु क्षेत्रों के लिए, (न ही पूर्वी और पश्चिमी यू.एस.)आधिकारिक अध्ययनों में, न ही अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी में, 30% परिवर्तनीय नवीकरणीय आपूर्ति तक मज़बूती से एकीकृत करने के लिए प्रमुख लागत या तकनीकी बाधाओं को ग्रिड में, और कुछ अध्ययनों में और भी बहुत कुछ पाया गया है।"

सौर ऊर्जा पवन की पूरक होती है। दैनिक से साप्ताहिक समयमानों पर, उच्च दबाव वाले क्षेत्रों में साफ आसमान और कम सतह वाली हवाएं आती हैं, जबकि कम दबाव वाले क्षेत्रों में अधिक हवा और बादल होते हैं। मौसमी समयमानों पर, गर्मियों में सौर ऊर्जा उच्चतम पर होती है, जबकि कई क्षेत्रों में पवन ऊर्जा गर्मियों में कम और सर्दियों में अधिक होती है। पवन हाइब्रिड पावर प्रणाली अधिक लोकप्रिय हो रहे हैं।

पूर्वानुमेयता
किसी विशेष जनरेटर के लिए, 80% संभावना है कि पवन उत्पादन एक घंटे में 10% से कम बदलेगा और 40% संभावना है कि यह 5 घंटे में 10%अथवा उससे अधिक बदल जाएगा।

2021 की गर्मियों में, यूनाइटेड किंगडम में पवन ऊर्जा सत्तर वर्षों में सबसे कम हवाओं के कारण गिर गई, भविष्य में, हरित हाइड्रोजन का उत्पादन करके चोटियों को चौरसाई करने में सहायता मिल सकती है जब हवा का उत्पादन का बड़ा हिस्सा होता है।

टर्बाइन से उत्पादन बहुत तेजी से भिन्न हो सकता है क्योंकि स्थानीय हवा की गति भिन्न होती है,तथा अधिक टर्बाइन बड़े और बड़े क्षेत्रों से जुड़े होते हैं, औसत बिजली उत्पादन कम परिवर्तनीय और अधिक अनुमानित हो जाता है। मौसम का पूर्वानुमान विद्युत-ऊर्जा नेटवर्क को उत्पादन में होने वाली अनुमानित विविधताओं के लिए तैयार होने की अनुमति देता है।

ऐसा माना जाता है कि सबसे विश्वसनीय निम्न-कार्बन बिजली प्रणालियों में पवन ऊर्जा का एक बड़ा हिस्सा सम्मिलित होगा।

ऊर्जा भंडारण
सामान्यतः, पारंपरिक पनबिजली पवन ऊर्जा को बहुत अच्छी तरह से पूरा करती है। जब तेज हवा चल रही होती है, तो आस-पास के पनबिजली स्टेशन अस्थायी रूप से अपने पानी को रोक सकते हैं। जब हवा धीमी होती है, तो वे उत्पादन कर सकते हैं, परंतु उनके पास उत्पादन क्षमता हो जिससे वे क्षतिपूर्ति करने के लिए तेजी से उत्पादन बढ़ा सकते हैं। यह बहुत ही समग्र बिजली आपूर्ति देता है और वस्तुतः ऊर्जा की कोई हानि नहीं होती है और पानी का अधिक उपयोग भी नहीं होता है।

वैकल्पिक रूप से, जहां पानी का उपयुक्त शीर्ष उपलब्ध नहीं है, पंप-भंडारण पनबिजली अथवा ग्रिड ऊर्जा भंडारण के अन्य रूप जैसे संपीड़ित वायु ऊर्जा भंडारण और तापीय ऊर्जा भंडारण उच्च-पवन अवधि द्वारा विकसित ऊर्जा को संग्रहीत कर सकते हैं और आवश्यकता पड़ने पर इसे जारी कर सकते हैं। आवश्यक भंडारण का प्रकार हवा के प्रवेश स्तर पर निर्भर करता है, कम प्रवेश के लिए दैनिक भंडारण की आवश्यकता होती है, और एक महीने अथवा उससे अधिक तक उच्च प्रवेश के लिए छोटी और लंबी अवधि के भंडारण की आवश्यकता होती है। संग्रहीत ऊर्जा पवन ऊर्जा के आर्थिक मूल्य को बढ़ाती है क्योंकि इसे पीक डिमांड अवधि के समय उच्च-लागत उत्पादन को विस्थापित करने के लिए स्थानांतरित किया जा सकता है। इस मध्यस्थता से संभावित राजस्व भंडारण की लागत और हानि की भरपाई कर सकता है। चूंकि पंप-स्टोरेज पावर प्रणाली मात्र लगभग 75% कुशल हैं और स्थापना लागत उच्च है, उनकी कम चलने वाली लागत और आवश्यक विद्युत आधार-लोड को कम करने की क्षमता ईंधन और कुल विद्युत उत्पादन लागत दोनों को बचा सकती है।

ईंधन बचत और ऊर्जा लौटाने
अमेरिकी पवन ऊर्जा संघ के अनुसार, 2015 में संयुक्त राज्य अमेरिका में पवन ऊर्जा के उत्पादन ने 73 e9USgal पानी की खपत को टाल दिया और कम सार्वजनिक स्वास्थ्य बचत में US$7.3 bn प्रदान करते हुए उत्सर्जन में 132 मिलियन मीट्रिक टन की वृद्धि हुई है।

पवन फार्म के निर्माण के लिए आवश्यक ऊर्जा को उसके जीवन काल में कुल उत्पादन में विभाजित किया जाता है, पवन ऊर्जा का ऊर्जा निवेश पर प्रतिफल भिन्न होता है, किन्तु औसत लगभग 20–25 होता है। इस प्रकार, ऊर्जा लौटाने का समय सामान्यतः एक वर्ष के आसपास होता है।

अर्थशास्त्र
तटवर्ती पवन विद्युत शक्ति का सस्ता स्रोत है, जो कोयला संयंत्रों और नए गैस संयंत्रों से सस्ता है। बिज़नस ग्रीन के अनुसार, 2000 के दशक के मध्य में यूरोप के कुछ क्षेत्रों में और लगभग उसी समय अमेरिका में पवन टर्बाइन ग्रिड समान स्थिति(वह बिंदु जिस पर पवन ऊर्जा की लागत पारंपरिक स्रोतों से मिलती है) तक पहुंच गई थी। गिरती मूल्यों ने स्तरित लागत को नीचे चलाना जारी रखा है और यह सुझाव दिया गया है कि यह 2010 में यूरोप में सामान्य ग्रिड समता तक पहुंच गया है, और लगभग 12% की पूंजीगत लागत में अपेक्षित कमी के कारण 2016 के आसपास अमेरिका में समान बिंदु पर पहुंच जाएगा।  2021 में, सीमेंस गेम्स के सीईओ ने चेतावनी दी थी कि कम लागत वाली पवन टर्बाइनों की बढ़ती मांग के साथ-साथ उच्च इनपुट लागत और स्टील की उच्च लागत के कारण निर्माताओं पर दबाव बढ़ गया है और लाभ मार्जिन कम हो गया है। उत्तरी यूरेशिया, कनाडा, संयुक्त राज्य अमेरिका के कुछ हिस्से और अर्जेंटीना में पेटागोनिया तटवर्ती हवा के लिए सबसे अच्छे क्षेत्र हैं: जबकि विश्व के अन्य हिस्सों में सौर ऊर्जा अथवा हवा और सौर का संयोजन सस्ता होता है।

बिजली की लागत और रुझान


पवन ऊर्जा पूंजी प्रधान है किन्तु इसमें कोई ईंधन लागत नहीं है। इसलिए पवन ऊर्जा का मूल्य जीवाश्म ईंधन स्रोतों के अस्थिर मूल्यों की तुलना में कहीं अधिक स्थिर है। चूंकि, विद्युत शक्ति की प्रति यूनिट अनुमानित औसत लागत में टर्बाइन और ट्रांसमिशन सुविधाओं के निर्माण की लागत, उधार ली गई धनराशि, निवेशकों को वापसी (कठिन परिस्थिति की लागत सहित), अनुमानित वार्षिक उत्पादन और अन्य घटकों का अनुमानित औसत सम्मिलित होना चाहिए। उपकरण का उपयोगी जीवन 20 वर्ष से अधिक हो सकता है। ऊर्जा लागत अनुमान इन मान्यताओं पर अत्यधिक निर्भर हैं इसलिए प्रकाशित लागत के आंकड़े अधिक भिन्न हो सकते हैं।

सुविधापूर्ण दर पर भी पवन ऊर्जा की उपस्थिति, (जर्मनी में = €5 बिलियन/वर्ष) सीमांत मूल्य को कम करके, महंगे पीकिंग बिजली संयंत्रों के उपयोग को कम करके उपभोक्ताओं के लिए लागत को कम कर सकती है।

पवन टरबाइन प्रौद्योगिकी में सुधार के कारण लागत में कमी आई है। अब पवन टर्बाइन ब्लेड लंबे और हल्के हैं, तथा टर्बाइन के प्रदर्शन में सुधार और बिजली उत्पादन क्षमता में वृद्धि हुई है। साथ ही, पवन परियोजना पूंजीगत व्यय लागत और देखभाल लागत में गिरावट जारी है।

2021 में बिना सब्सिडी वाली बिजली के लाजार्ड अध्ययन में कहा गया है कि पहले की तुलना में धीमी गति से किन्तु पवन-ऊर्जा ऊर्जा की स्तरीकृत लागत में गिरावट जारी है। अध्ययन में $45 से $74 प्रति मेगावाट-घंटा की नई गैस ऊर्जा की तुलना में $26 से $50 प्रति मेगावाट-घंटा तक नई पवन-जनित बिजली लागत का अनुमान लगाया गया है। पूरी तरह से पदावनत वर्तमान कोयला बिजली की औसत लागत $42 प्रति मेगावाट-घंटा, परमाणु $29 प्रति मेगावाट-घंटा और गैस $24 प्रति मेगावाट-घंटा थी। अध्ययन में अनुमान लगाया गया है कि अपतटीय हवा लगभग $83 प्रति मेगावाट-घंटा है। कंपाउंड वार्षिक वृद्धि दर 2016 से 2021 तक 4% प्रति वर्ष थी, जबकि 2009 से 2021 तक प्रति वर्ष 10% थी।

प्रोत्साहन और सामुदायिक लाभ
हाल के वर्षों में टर्बाइन का मूल्य कठिन प्रतिस्पर्धात्मक स्थितियों जैसे कि ऊर्जा नीलामियों के बढ़ते उपयोग, और कई बाजारों में सब्सिडी के उन्मूलन के कारण अधिक गिर गया हैं। 2021 तक, ऊर्जा सब्सिडी अभी भी अधिकांशतः अपतटीय पवन को दी जाती है। किन्तु वे सामान्यतः चीन जैसे बहुत कम कार्बन मूल्य वाले देशों में तटवर्ती पवन के लिए आवश्यक नहीं हैं, परंतु जब कोई प्रतिस्पर्धी जीवाश्म ईंधन सब्सिडी न हो।

द्वितीयक बाजार बल व्यवसायों को नवीकरणीय ऊर्जा प्रमाणपत्र होने पर पवन-जनित ऊर्जा का उपयोग करने के लिए प्रोत्साहन प्रदान करते हैं। उदाहरण के लिए, कॉर्पोरेट सामाजिक उत्तरदायित्व यूटिलिटी कंपनियों को एक प्रीमियम का भुगतान करता है जो सब्सिडी देने और नई पवन ऊर्जा अवसंरचना के निर्माण के लिए जाता है। कंपनियाँ पवन-जनित ऊर्जा का उपयोग करती हैं, और बदले में, वे प्रमाणित कर सकती हैं कि वे शक्तिशाली "हरित" प्रयास कर रही हैं। पवन परियोजनाएं स्थानीय कर प्रदान करती हैं, अथवा करों के स्थान पर भुगतान करती हैं और किसानों को उनकी भूमि पर पवन टर्बाइनों के साथ आय प्रदान करके ग्रामीण समुदायों की अर्थव्यवस्था को शक्तिशाली करती हैं।

पवन ऊर्जा क्षेत्र निर्माण और परिचालन चरण के समय रोजगार भी उत्पन्न कर सकता है। नौकरियों में पवन टर्बाइनों का निर्माण और निर्माण प्रक्रिया सम्मिलित है, जिसमें टर्बाइनों का परिवहन, स्थापना और फिर देखभाल सम्मिलित है। 2020 में अनुमानित 1.25 मिलियन लोगों को पवन ऊर्जा में नियोजित किया गया था।

छोटे मापदंडों पर पवन ऊर्जा
लघु-स्तरीय पवन ऊर्जा 50 किलोवाट तक की विद्युत शक्ति का उत्पादन करने की क्षमता वाली पवन उत्पादन प्रणालियों को दिया गया नाम है। पृथक समुदाय, जो अन्यथा डीजल जनरेटर जनरेटर पर निर्भर होते हैं, वे वैकल्पिक रूप से पवन टर्बाइनों का उपयोग कर सकते हैं। व्यक्ति इन प्रणालियों को आर्थिक कारणों से ग्रिड विद्युत शक्ति पर अपनी निर्भरता को कम करने अथवा समाप्त करने अथवा अपने कार्बन पदचिह्न को कम करने के लिए खरीद सकते हैं। दूर-दराज के क्षेत्रों में कई दशकों से बैटरी (बिजली) भंडारण के संयोजन में घरेलू बिजली उत्पादन के लिए पवन टर्बाइनों का उपयोग किया जाता रहा है। शहरी सेटिंग में छोटे मापदंडों की पवन ऊर्जा परियोजनाओं के उदाहरण न्यूयॉर्क शहर में देखे जा सकते हैं, जहां 2009 के बाद से, कई निर्माण परियोजनाओं ने अपनी छतों को गोरलोव हेलिकल टर्बाइन(गोरलोव-प्रकार हेलिकल पवन टर्बाइनों) से ढक दिया है। यद्यपि वे जो ऊर्जा उत्पन्न करते हैं, वह घरों की समग्र खपत की तुलना में कम होती है, वे घर की 'हरित' साख को इस तरह से सुदृढ़ करने में सहायता करते हैं कि "लोगों को आपका हाई-टेक बॉयलर नहीं दिखा सकता", साथ ही न्यूयॉर्क राज्य ऊर्जा अनुसंधान और विकास प्राधिकरण द्वारा कुछ परियोजनाओं को न्यू बायलर का प्रत्यक्ष समर्थन भी प्राप्त होता है।

ग्रिड से जुड़े घरेलू पवन टर्बाइन ग्रिड ऊर्जा भंडारण का उपयोग कर सकते हैं, इस प्रकार स्थानीय रूप से उपलब्ध होने पर उत्पादित बिजली के साथ खरीदी गई बिजली की जगह ले सकते हैं। घरेलू माइक्रोजेनरेटरों द्वारा उत्पादित अधिशेष बिजली, कुछ न्यायालयों में तथा नेटवर्क में फीड की जा सकती है और यूटिलिटी कंपनी को बेची जा सकती है, जिससे माइक्रोजेनरेटर्स के मालिकों के लिए उनकी ऊर्जा लागतों को ऑफसेट करने(पूर्ण भुगतान) के लिए खुदरा ऋण का उत्पादन होता है।

ऑफ-ग्रिड प्रणाली उपयोगकर्ता आंतरायिक शक्ति के अनुकूल हो सकते हैं अथवा पवन टरबाइन के पूरक के लिए बैटरी, फोटोवोल्टिक अथवा डीजल प्रणाली का उपयोग कर सकते हैं। पार्किंग मीटर, ट्रैफिक चेतावनी संकेत, स्ट्रीट लाइटिंग,अथवा वायरलेस इंटरनेट गेटवे जैसे उपकरण छोटी पवन टरबाइन द्वारा संचालित हो सकते हैं, जो संभवतः फोटोवोल्टिक प्रणाली के साथ संयुक्त होते हैं, जो पावर ग्रिड से कनेक्शन की आवश्यकता की जगह एक छोटी बैटरी को चार्ज करते हैं।

जलवायु परिवर्तन के बारे में बढ़ती जागरूकता के परिणामस्वरूप नवीकरणीय संसाधनों से वितरित उत्पादन बढ़ रहा है। उपयोगिता प्रणाली के साथ नवीकरणीय उत्पादन इकाइयों को जोड़ने के लिए आवश्यक इलेक्ट्रॉनिक इंटरफेस में बिजली की गुणवत्ता बढ़ाने के लिए सक्रिय फ़िल्टरिंग जैसे अतिरिक्त कार्य सम्मिलित हो सकते हैं।

हवाई पवन टर्बाइन, जैसे कि पतंग, तूफान के कठिन परिस्थिति वाले स्थानों में उपयोग किए जा सकते हैं, क्योंकि उन्हें पहले ही नीचे ले जाया जा सकता है।

पर्यावरण और परिदृश्य पर प्रभाव
जीवाश्म ईंधन पावर स्टेशन की तुलना में पवन ऊर्जा से बिजली उत्पादन का पर्यावरणीय प्रभाव सामान्य है। पवन टर्बाइनों में ऊर्जा स्रोतों का सबसे कम जीवन-चक्र ग्रीनहाउस-गैस उत्सर्जन होता है: बिजली की औसत इकाई की तुलना में बहुत कम ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन होता है, इसलिए पवन ऊर्जा जलवायु परिवर्तन को सीमित करने में सहायता करती है। पवन ऊर्जा ईंधन की खपत नहीं करती है, और जीवाश्म ईंधन ऊर्जा स्रोतों के विपरीत कोई स्थानीय वायु प्रदूषण नहीं करती है।

तटवर्ती पवन फार्मों का महत्वपूर्ण दृश्य प्रभाव हो सकता है। बहुत कम सतह ऊर्जा घनत्व और रिक्ति आवश्यकताओं के कारण, पवन फार्मों को सामान्यतः अन्य बिजली स्टेशनों की तुलना में अधिक भूमि पर फैलाने की आवश्यकता होती है। टर्बाइनों, प्रवेश मार्गों, पारेषण लाइनों, और सबस्टेशनों के उनके नेटवर्क के परिणामस्वरूप ऊर्जा फैलाव हो सकता है; चूंकि टर्बाइनों और सड़कों के बीच की भूमि का अभी भी कृषि के लिए उपयोग किया जाता है। अतः उन्हें शहरी क्षेत्रों से दूर बनाने की भी आवश्यकता है, जिससे ग्रामीण इलाकों का औद्योगीकरण हो सकता है। संरक्षित दर्शनीय क्षेत्रों, पुरातात्विक परिदृश्यों और विरासत स्थलों को संभावित रूप से खराब करने के लिए कुछ विंड फ़ार्मों का विरोध किया जाता है।  स्कॉटलैंड की पर्वतारोहण परिषद की एक सूची ने निष्कर्ष निकाला है कि पवन खेतों ने प्राकृतिक परिदृश्य और मनोरम दृश्यों के लिए जाने वाले क्षेत्रों में पर्यटन को हानि पहुंचायी है।

पर्यावास हानि और विखंडन तटवर्ती पवन फार्मों के वन्यजीवों पर सबसे बड़ा संभावित प्रभाव है, किन्तु विश्वभर में पारिस्थितिक प्रभाव न्यूनतम है। दुर्लभ प्रजातियों सहित हजारों पक्षियों और चमगादड़ों को पवन टरबाइन ब्लेड से मार दिया गया है, चूंकि पवन टर्बाइन जीवाश्म-ईंधन वाले बिजली स्टेशनों की तुलना में बहुत कम पक्षियों की मौत के लिए जिम्मेदार हैं। इसलिए इसे उचित वन्यजीव निगरानी के साथ कम किया जा सकता है।

कई पवन टर्बाइन ब्लेड फाइबरग्लास से बने होते हैं, और इनका जीवनकाल 20 साल का होता है। ब्लेड खोखले होते हैं अर्थात कुछ ब्लेडों को उनकी मात्रा कम करने के लिए कुचला जाता है और फिर लैंडफिल किया जाता है। ब्लेड का अंत जटिल होता है, और इसलिए 2020 के दशक में निर्मित ब्लेडों को पूरी तरह से पुन: प्रयोज्य होने के लिए डिज़ाइन किए जाने की अधिक संभावना है।

पवन टर्बाइन भी शोर उत्पन्न करते हैं। 300 m की दूरी पर यह शोर लगभग 45 डेसिबल हो सकता है, जो रेफ़्रिजरेटर की तुलना में थोड़ा तेज़ है। परन्तु 1.5 km पर वे अश्रव्य हो जाते हैं। पवन टर्बाइनों के बहुत करीब रहने वाले लोगों पर नकारात्मक स्वास्थ्य प्रभावों की उपाख्यानात्मक सूचियाँ हैं। सहकर्मी-समीक्षित शोध ने सामान्यतः इन प्रमाणों का समर्थन नहीं किया है।

केंद्र सरकार
चूंकि निश्चित आधार वाली पवन टर्बाइन एक परिपक्व विधि है और नई स्थापनाओं को सामान्यतः अब सब्सिडी नहीं दी जाती है, फ्लोटिंग विंड टर्बाइन अपेक्षाकृत एक नई विधि है इसलिए कुछ सरकारें उन्हें सब्सिडी देती हैं, उदाहरण के लिए, गहरे पानी का उपयोग करने के लिए इत्यादि। कुछ सरकारों द्वारा जीवाश्म ईंधन सब्सिडी नवीकरणीय ऊर्जा के विकास को धीमा कर रही है।

कुछ सरकारें पवन फर्मों की अनुमति देने में वर्षों लग सकती हैं और गति बढ़ाने की भी कोशिश कर रही हैं, पवन उद्योग का कहना है कि इससे जलवायु परिवर्तन को सीमित करने और ऊर्जा सुरक्षा बढ़ाने में सहायता मिलेगी , कभी-कभी मत्स्य उद्योग जैसे समूह इसका विरोध करते हैं किन्तु सरकारों का कहना है कि जैव विविधता की रक्षा करने वाले नियमों का अब भी पालन किया जाएगा.

जनता की राय
पूरे यूरोप और कई अन्य देशों में जनता के दृष्टिकोण के सर्वेक्षण पवन ऊर्जा के लिए शक्तिशाली सार्वजनिक समर्थन दिखाते हैं।

2008 में, सर्वेक्षण में पाया गया कि लगभग 80% यूरोपीय संघ के नागरिक पवन ऊर्जा का समर्थन करते हैं।

बकर एट अल(2012) ने अपने अध्ययन में पाया कि जो निवासी अपने पास टर्बाइन नहीं बनाना चाहते थे, उन्हें पवन टर्बाइनों से आर्थिक रूप से लाभान्वित होने वालों की तुलना में अत्यधिक तनाव का सामना करना पड़ा है।

चूंकि पवन-ऊर्जा ऊर्जा उत्पादन का लोकप्रिय रूप है, तटवर्ती अथवा अपतटीय पवन फार्मों के पास कभी-कभी परिदृश्य (विशेष रूप से सुंदर क्षेत्रों, विरासत क्षेत्रों और पुरातात्विक परिदृश्य) पर उनके प्रभाव के साथ-साथ शोर और पर्यटन पर प्रभाव के लिए विरोध किया जाता है।

कनाडा में पवन ऊर्जा के 2007 के सर्वेक्षण में, 89% उत्तरदाताओं ने कहा कि पवन अथवा सौर ऊर्जा जैसे नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों का उपयोग करना कनाडा के लिए सकारात्मक था क्योंकि ये स्रोत पर्यावरण के लिए बेहतर थे। मात्र 4 प्रतिशत ने नवीकरणीय स्रोतों के उपयोग को नकारात्मक माना क्योंकि वे अविश्वसनीय और महंगे हो सकते हैं।

2007 के एक अन्य सर्वेक्षण ने निष्कर्ष निकाला कि कनाडा में भविष्य के विकास के लिए सार्वजनिक समर्थन प्राप्त करने के लिए पवन ऊर्जा वैकल्पिक ऊर्जा स्रोत थी, तथा मात्र 16% इस प्रकार की ऊर्जा के विरोध में थे। इसके विपरीत, 4 में से 3 कनाडाई ने परमाणु ऊर्जा के विकास का विरोध किया।

अन्य स्थितियों में, पवन ऊर्जा सामुदायिक है। जर्मनी के छोटे और मध्यम आकार के पवन फार्मों में सम्मिलित होने वाले लाखों लोग वहां इस तरह केप्रदर्शन का समर्थन करते हैं।

2010 के हैरिस पोल में जर्मनी, अन्य यूरोपीय देशों और संयुक्त राज्य अमेरिका में पवन ऊर्जा के लिए शक्तिशाली समर्थन मिला।

संयुक्त राज्य अमेरिका में जनता का समर्थन 2020 में 75% से घटकर 2021 में 62% हो गया है, डेमोक्रेट पार्टी ने पवन ऊर्जा के उपयोग को रिपब्लिकन पार्टी की तुलना में दोगुना समर्थन दिया है। राष्ट्रपति बिडेन ने बड़े मापदंडों पर पवन फार्मों का निर्माण प्रारंभ करने के लिए कार्यकारी आदेश पर हस्ताक्षर किए हैं।

चीन में, शेन एट अल(2019) ने पाया कि शहरी चीनी निवासी शहरी क्षेत्रों में पवन टर्बाइनों के निर्माण के लिए प्रतिरोधी हो सकते हैं, आश्चर्यजनक रूप से उच्च अनुपात में लोग विकिरण के निराधार भय का हवाला देते हुए अपनी चिंताओं को चलाते हैं। साथ ही, अध्ययन में पाया गया है कि ओईसीडी देशों में उनके समकक्षों की तरह, शहरी चीनी उत्तरदाता प्रत्यक्ष लागत और वन्यजीव बाह्यताओं के प्रति संवेदनशील हैं। जनता को टर्बाइनों के बारे में प्रासंगिक जानकारी वितरित करने से प्रतिरोध कम हो सकता है।

समुदाय
कई पवन ऊर्जा कंपनियाँ पर्यावरण को कम करने और विशेष पवन फार्मों से जुड़ी अन्य चिंताओं को कम करने के लिए स्थानीय समुदायों के साथ काम कर रही हैं। अन्य स्थितियों में पवन ऊर्जा सामुदायिक है। उपयुक्त सरकारी परामर्श, योजनायें और अनुमोदन प्रक्रियाएँ भी पर्यावरणीय जोखिमों को कम करने में सहायता करती हैं।

अभी भी कुछ पवन फर्मों पर आपत्ति व्यक्त कर सकते हैं किन्तु कई लोग कहते हैं कि वायु प्रदूषण, जलवायु परिवर्तन और व्यापक समुदाय से उत्पन्न खतरों को दूर करने की आवश्यकता के खिलाफ उनकी चिंताओं को तौला जाना चाहिए। ।

अमेरिका में, पवन ऊर्जा परियोजनाओं को स्थानीय करके आधार को बढ़ावा देने, स्कूलों, सड़कों और अस्पतालों के लिए भुगतान करने में सहायता करने और किसानों और अन्य जमींदारों को स्थिर आय प्रदान करके ग्रामीण समुदायों की अर्थव्यवस्था को पुनर्जीवित करने की सूचना मिली है।

यूके में, राष्ट्रीय न्यास और ग्रामीण इंग्लैंड की रक्षा के लिए अभियान दोनों ने अनुपयुक्त रूप से स्थापित पवन टर्बाइनों और पवन फार्मों के कारण ग्रामीण परिदृश्य पर पड़ने वाले प्रभावों के बारे में चिंता व्यक्त की है।

कुछ विंड फ़ार्म पर्यटकों के लिए आकर्षण बन गए हैं। व्हाइटली विंड फार्म विज़िटर सेंटर में प्रदर्शनी कक्ष, सीखने का केंद्र, देखने के डेक वाला कैफे और दुकान भी है। यह ग्लासगो साइंस सेंटर द्वारा चलाया जाता है। डेनमार्क में, मूल्य-हानि योजना लोगों को उनकी संपत्ति के मूल्य के हानि के लिए क्षतिपूर्ति प्रमाणित करने का अधिकार देती है यदि यह पवन टरबाइन से निकटता के कारण होता है। तथा यह हानि संपत्ति के मूल्य का कम से कम 1% होना चाहिए।

बड़े मापदंडों पर जनता में पवन-ऊर्जा की अवधारणा के लिए इस सामान्य समर्थन के अतिरिक्त, पवन-ऊर्जा के पर्यावरणीय प्रभाव अधिकांशतः उपस्थित होते हैं और इसने कई परियोजनाओं को विलंबित अथवा निरस्त कर दिया है।

साथ ही परिदृश्य के बारे में चिंताएं हैं, कि कुछ प्रतिष्ठान अत्यधिक ध्वनि और कंपन स्तर उत्पन्न कर सकते हैं जिससे संपत्ति मूल्यों में कमी आ सकती है। संभावित प्रसारण-प्राप्ति समाधानों में साइट चयन के घटक के रूप में भविष्यवाणी करने वाला हस्तक्षेप मॉडलिंग सम्मिलित है।

पवन टर्बाइनों के पास 50,000 घरों की बिक्री के एक अध्ययन में मूल्यों के प्रभावित होने का कोई सांख्यिकीय प्रमाण नहीं मिला है। जबकि सौंदर्य संबंधी उद्देश्य व्यक्तिपरक हैं और कुछ पवन खेतों को सुखद और आशावादी पाते हैं,अथवा जो ऊर्जा सुरक्षा और स्थानीय समृद्धि के प्रतीक हैं, विरोध समूहों को अधिकांशतः विभिन्न कारणों से कुछ पवन ऊर्जा स्टेशनों को अवरुद्ध करने का प्रयास करने के लिए गठित किया जाता है।

पवन फार्मों के कुछ विरोध को निम्बी आईएसएम के रूप में खारिज कर दिया गया है, किन्तु 2009 में किए गए शोध में पाया गया कि इस विश्वास का समर्थन करने के लिए बहुत कम सबूत हैं कि निवासी मात्र मेरे पहले के व्यवहार के कारण विंड फ़ार्म पर आपत्ति जताते हैं।

भूराजनीति
तेल और गैस के विपरीत हवा को रोका नहीं जा सकता है इसलिए ऊर्जा सुरक्षा में योगदान दे सकता है।

टर्बाइन डिजाइन
पवन टर्बाइन ऐसे उपकरण हैं जो हवा की गतिज ऊर्जा को विद्युत शक्ति में परिवर्तित करते हैं। पवनचक्की विकास और आधुनिक इंजीनियरिंग के सहस्राब्दी से अधिक का परिणाम, आज की पवन टर्बाइनों का निर्माण क्षैतिज अक्ष और ऊर्ध्वाधर अक्ष प्रकारों की विस्तृत श्रृंखला में किया जाता है। सहायक शक्ति के लिए बैटरी चार्जर जैसे अनुप्रयोगों के लिए सबसे छोटी टर्बाइनों का उपयोग किया जाता है। विद्युत ग्रिड के माध्यम से उपयोगिता आपूर्तिकर्ता को वापस अप्रयुक्त बिजली बेचते समय घरेलू बिजली आपूर्ति में छोटे योगदान करने के लिए थोड़ा बड़ा टर्बाइन का उपयोग किया जा सकता है। बड़ी टर्बाइनों की शृंखला, जिन्हें विंड फ़ार्म के रूप में जाना जाता है, अक्षय ऊर्जा का एक महत्वपूर्ण स्रोत बन गई हैं और कई देशों में जीवाश्म ईंधन पर उनकी निर्भरता को कम करने की रणनीति के हिस्से के रूप में उपयोग की जाती हैं।

पवन टरबाइन डिजाइन हवा से ऊर्जा निकालने के लिए पवन टरबाइन के रूप और विशिष्टताओं को परिभाषित करने की प्रक्रिया है।

पवन टर्बाइन की स्थापना में पवन की ऊर्जा को पकड़ने के लिए आवश्यक प्रणाली होते हैं, टर्बाइन को हवा में इंगित करते हैं, तथा यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत शक्ति में परिवर्तित करते हैं, और टरबाइन को प्रारंभ करने, रोकने और नियंत्रित करने के लिए अन्य प्रणालियां होती हैं।

1919 में, जर्मन भौतिक विज्ञानी अल्बर्ट बेट्ज़ ने दिखाया कि काल्पनिक आदर्श पवन-ऊर्जा निष्कर्षण मशीन के लिए, द्रव्यमान और ऊर्जा के संरक्षण के मूलभूत नियमों ने हवा की गतिज ऊर्जा के 16/27 (59%) से अधिक की अनुमति नहीं दी। आधुनिक टर्बाइन डिज़ाइनों में बेत्ज़ के इस नियम को देखा जा सकता है, जो सैद्धान्तिक बेत्ज़ सीमा के 70 से 80% तक पहुँच सकता है।

पवन टरबाइन के वायुगतिकीय सरल नहीं हैं। ब्लेड पर वायु प्रवाह टर्बाइन से दूर वायु प्रवाह के समान नहीं है। हवा से ऊर्जा कैसे निकाली जाती है, इसकी प्रकृति भी टरबाइन द्वारा हवा को विक्षेपित करने का कारण बनती है। यह वस्तुओं अथवा अन्य टर्बाइनों को नीचे की ओर प्रभावित करता है, जिसे वेक (भौतिकी) प्रभाव के रूप में जाना जाता है। इसके अतिरिक्त, रोटर की सतह पर पवन टरबाइन के वायुगतिकीय ऐसी घटनाएं प्रदर्शित करते हैं जो संभवतः ही कभी अन्य वायुगतिकीय क्षेत्रों में देखी जाती हैं। पवन टरबाइन के ब्लेड का आकार और आयाम हवा में से कुशलता से ऊर्जा निकालने के लिए आवश्यक वायुगतिकीय प्रदर्शन और ब्लेड पर बलों का विरोध करने के लिए आवश्यक ताकत द्वारा निर्धारित किया जाता है।

ब्लेड के वायुगतिकीय डिजाइन के अतिरिक्त, एक पूर्ण पवन ऊर्जा प्रणाली के डिजाइन को स्थापना के रोटर हब, नैकेले (पवन टरबाइन), टॉवर संरचना, जनरेटर, नियंत्रण और नींव के डिजाइन को भी संबोधित करना चाहिए।

इतिहास
पवन ऊर्जा का उपयोग तब तक किया जाता रहा है जब तक मनुष्य ने हवा में नौकायन जहाजों को लगाया हुआ है। कोडेक्स के राजा हम्मुराबी (शासनकाल 1792 - 1750 ईसा पूर्व) ने यांत्रिक ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए पवन चक्कियों का पहले ही उल्लेख किया है। अनाज पीसने और पानी पंप करने के लिए उपयोग की जाने वाली हवा से चलने वाली मशीनें, पवनचक्की और पवन पंप, 9वीं शताब्दी तक ईरान, अफ़ग़ानिस्तान और पाकिस्तान में विकसित किए गए थे। जहाँ पवन ऊर्जा व्यापक रूप से उपलब्ध थी और तेजी से बहने वाली धाराओं के किनारों तक ही सीमित नहीं थी,अथवा बाद में, जहाँ ईंधन के स्रोतों की आवश्यकता थी। हवा से चलने वाले पंपों ने पोल्डर(पोल्डर्स) और नीदरलैंड को खाली कर दिया, और मध्य-पश्चिम अमेरिकी अथवा ऑस्ट्रेलियाई आउटबैक जैसे शुष्क क्षेत्रों में, पवन पंपों ने पशुधन और भाप इंजनों के लिए पानी उपलब्ध कराया।

इलेक्ट्रिक पावर के उत्पादन के लिए उपयोग की जाने वाली पहली पवनचक्की स्कॉटलैंड में जुलाई 1887 में ग्लासगो के एंडरसन कॉलेज(स्ट्रैथक्लाइड विश्वविद्यालय के अग्रदूत) के प्रो जेम्स ब्लिथ द्वारा बनाई गई थी। ब्लिथ के 10 m किंकर्डिनशायर के मेरीकिर्क में उनके हॉलिडे कॉटेज के बगीचे में हाई क्लॉथ-सेल्ड विंड टर्बाइन स्थापित किया गया था, और कॉटेज में प्रकाश व्यवस्था को शक्ति देने के लिए फ्रेंचमैन केमिली अल्फोंस फॉरे द्वारा विकसित संचायक (ऊर्जा) को चार्ज करने के लिए उपयोग किया गया था, इस प्रकार यह पवन ऊर्जा द्वारा आपूर्ति की जाने वाली बिजली की शक्ति वाला विश्व का पहला घर बन गया। बेलीथ ने मुख्य सड़क को रोशन करने के लिए मैरीकिर्क के लोगों को अतिरिक्त बिजली प्रस्तुत की, चूंकि, उन्होंने इस प्रस्ताव को ठुकरा दिया क्योंकि उन्हें लगा कि बिजली शैतान का काम है। चूंकि बाद में उन्होंने एंगस के मॉन्ट्रोस के स्थानीय पागलखाने, इन्फर्मरी और डिस्पेंसरी को आपातकालीन बिजली की आपूर्ति करने के लिए एक पवन टरबाइन का निर्माण किया, आविष्कार वास्तव में कभी पकड़ा नहीं गया क्योंकि प्रौद्योगिकी को आर्थिक रूप से व्यवहार्य नहीं माना जाता था।

अटलांटिक के पार, क्लीवलैंड, ओहियो में, चार्ल्स एफ ब्रश द्वारा 1887-1888 की सर्दियों में बड़ी और भारी इंजीनियर मशीन का डिजाइन और निर्माण किया गया था। यह उनकी इंजीनियरिंग कंपनी द्वारा उनके घर पर बनाया गया था और 1886 से 1900 तक संचालित किया गया था। ब्रश पवन टर्बाइन में रोटर था, मीनार 17 m व्यास में और 18 m पर चढ़ा हुआ था। चूंकि आज के मानकों से बड़ी, मशीन को मात्र 12 किलोवाट पर रेट किया गया था। कनेक्टेड डायनेमो का उपयोगअथवा तो बैटरी के एक बैंक को चार्ज करने के लिए किया गया थाअथवा ब्रश की प्रयोगशाला में 100 उज्ज्वल प्रकाश बल्ब , तीन आर्क लैंप और विभिन्न मोटरों को संचालित करने के लिए किया गया था।

विद्युत शक्ति के विकास के साथ, पवन ऊर्जा को केंद्रीय रूप से उत्पन्न बिजली से दूरस्थ घरों को रोशन करने में नए अनुप्रयोग मिले। 20वीं शताब्दी के समय समांतर पथों ने खेतों अथवा आवासों के लिए उपयुक्त छोटे पवन स्टेशन विकसित किए। 1973 के तेल संकट ने डेनमार्क और संयुक्त राज्य अमेरिका में जांच प्रारंभ कर दी, जिसके कारण बड़े मापदंडों पर उपयोगिता वाले पवन जनरेटर का निर्माण हुआ, जो बिजली के दूरस्थ उपयोग के लिए इलेक्ट्रिक पावर ग्रिड से जुड़ा हो सकता है। 2008 तक, यू.एस. की स्थापित क्षमता 25.4 गीगावाट तक पहुंच गई थी, और 2012 तक स्थापित क्षमता 60 गीगावाट थी। आज, पवन-संचालित जनरेटर भिन्न-भिन्न घरों में बैटरी चार्ज करने के लिए छोटे स्टेशनों के बीच, गिगावाट-आकार के अपतटीय पवन फार्मों की सूची तक हर आकार की सीमा में काम करते हैं जो राष्ट्रीय विद्युत नेटवर्क को विद्युत शक्ति प्रदान करते हैं।

यह भी देखें

 * 100% नवीकरणीय ऊर्जा
 * हवाई पवन टर्बाइन
 * वैश्विक पवन दिवस
 * हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था
 * अक्षय स्रोतों से बिजली उत्पादन द्वारा देशों की सूची
 * पवन टरबाइन निर्माताओं की सूची
 * देश के अनुसार अपतटीय पवन फार्मों की सूची
 * देश द्वारा पवन फार्मों की सूची
 * पवन ऊर्जा की रूपरेखा
 * पवन संसाधन मूल्यांकन
 * देश द्वारा पवन ऊर्जा

बाहरी कड़ियाँ

 * of Global Wind Energy Council (GWEC)
 * Wind from Project Regeneration
 * of World Wind Energy Association (WWEA)
 * Dynamic Data Dashboard from the International Energy Agency
 * Current global map of wind power density

風力