1.风向方位
为了表示一个地区在某一时间的风频、风速等情况，一般采用风玫瑰图（图4-4）来反映一个地区的气流情况。风玫瑰是以“玫瑰花”形式表示各方向上气流状况重复率的统计图形，所用的资料可以是一月内或一年内的，但通常采用一个地区多年的平均统计资料，其类型一般有风向玫瑰图和风速玫瑰图。风向玫瑰图又称风频图，是将风向分为8个或16个方位，在各个方向线上按各个方向风的出现频率，截取相应的长度，将相邻方向线上的截点用直线连接的闭合折线图形图4-4（a）。在图4-4（a）中该地区最大风频的风向为北风，约为20%（每一间隔代表风向频率5%）；中心圆圈内的数字代表静风的频率。
如果用这种方法表示各方向的平均风速，就称为风速玫瑰图。风玫瑰图还有其他形式，如图4-4（b）和图4-4（c）所示，其中图4-4（c）为风频风速玫瑰图，每一方向上既反映风频大小（线段的长度），又反映这一方向上的平均风速（线段末段的风羽多少）。
通过风玫瑰图，可以准确地描绘出一个地区的风频和风量分布，从而确定风场风力发电机组的总体排布，做出风电场的微观选址，在风电场建设初期设计中起到很大的作用。
图4-4 风玫瑰图
式中：W为风能密度，W/m2；ρ为空气密度，kg/m3；V为风速，m/s。由于风速是变化的，风能密度的大小也是随时间而变化的，一定时间周期（例如一年）内的风能密度的平均值称为平均风能密度，计算公式如下：
2.风能密度
垂直穿过单位截面的流动的空气所具有的动能，计算公式如下：
式中：W为平均风能密度；T为一定的时间周期；V（t）为随时间变化风速；d t为在时间周期内相应于某一风速的持续时间。如果在风速测量中可直接（或经过数据处理后）得到总的时间周期T内不同的风速V1，V2，V3，…，Vn及其所对应的时间t1，t2，t3，…，tn，则平均风能密度可按式（4-5）计算：
在实际的风能利用中，风力机械只是在一定的风速范围内运转，对于一定风速范围内的风能密度视为有效风能密度。中国有效风能密度所对应的风速范围是3～20 m/s，计算公式仍利用式（4-4）或式（4-5）。
一般情况下，计算风能或风能密度是采用标准大气压下的空气密度。由于不同地区海拔高度不同，其气温、气压不同，因而空气密度也不同。在海拔高度500 m以下，及常温标准大气压力下，空气密度值可取为1.225 kg/m3，如果海拔高度超过500 m，必须考虑空气密度的变化。根据中国气象台站的计算经验，得出空气密度与海拔高度的关系：
式中，e为海拔高度，m；ρh为相应于海拔高度为h处的空气密度值，kg/m3。
3.风速频率分布
相差1 m/s的间隔观测1年（1月或1天）内吹风总时数的百分比，称为风速频率分布。风速平率分布一般以图形表示，如图4-5所示。图4-5中表示出两种不同的风速频率曲线，曲线a变化陡峭，最大频率出现于低风速范围内，曲线b变化平缓，最大频率向风速较高的范围偏移，表明较高风速出现的频率增大。从风能利用的观点看，曲线b所代表的风况比曲线a所表明的要好。利用风速频率分布可以计算某地区单位面积1 m2上全年的风能。
图4-5 风速频率分布曲线
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