Вітроенерге́тика — галузь відновлюваної енергетики, яка спеціалізується на використанні кінетичної енергії вітру.

Вітер як джерело енергії є непрямою формою сонячної енергії, і тому належить до відновлюваних джерел енергії. Використання енергії вітру є одним із найдавніших відомих способів використання енергії із навколишнього середовища, і було відоме ще в давні часи.

Історія використання вітру та повітря Одним з найперших винаходів використання вітру було вітрило десь у 5-му тисячолітті до н. е. У першому сторіччі до нашої ери давньогрецький вчений Герон Александрійський винайшов вітряк, що керував органом.

У середньовіччі були винайдені вітряні млини для переробки зерна. Вважається, що перші вітряки були збудовані в Сістані, десь між сучасним Іраном та Афганістаном, між IX та VII ст. до н. е. Вони мали вертикальну вісь, від 6 до 12 крил із полотна або очерету та використовувались як млини та помпи для води.

У будівництві феномен вітру в давнину також застосовували для природної вентиляції та охолодження повітря у сухих та жарких країнах Середньої Азії.

В останні роки енергія вітру все ширше використовується для одержання електроенергії. Створюються вітряки великої потужності і встановлюються на місцевості, де дмуть часті й сильні вітри. Кількість і якість таких двигунів зростає щорічно, налагоджене серійне виробництво. Щоб найкраще використати вітряну енергію, важливо враховувати добові та сезонні зміни вітру, розподіл швидкості вітру залежно від висоти над поверхнею землі, кількість поривів вітру за короткі відрізки часу. Сучасна технологія дозволяє використовувати тільки горизонтальні вітри, що розташовані близько до поверхні землі та мають швидкість від 12 до 65 км/годAllievi del corso di Meccanica, coordinati dal Professore A. Gatto (anno scolastico 2003/04) Risorse energetiche alternative: La forza del vento Scuole Medie Superiori, Progetti Interdisciplinari, Valsesia, Piemonte, Italia..

Загальна характеристика вітроенергетики

Світовим лідером з використання енергії вітру є Німеччина. Тільки за перші 6 місяців 2001 року в ФРН було збудовано 673 нові вітрові електричні установки. Загальна кількість «вітряків» у Німеччині становить понад 10 тисяч, а їх загальна сукупна потужність досягла 6900 МВт. У Нижній Саксонії працює близько 2000 таких установок, які виробляють близько 8 % електроенергії. Розроблено проєкт, згідно з яким у 2004—2005 роках почалося будівництво чотирьох промислових вітрових парків у Балтійському морі і десятьох — у Північному. Перші експериментальні станції з'явилися у морі на насипних островах у 2003 році. До 2010 року частка екологічно чистої енергії в енергетичному балансі Німеччини може зрости до 10 відсотків. В Данії близько чверті електроенергії отримують на ВЕС.

Станом на кінець 2007 року, загальна потужність встановлених вітрових турбін у світі становила 94,1 ГВт. Не зважаючи на те, що отримана електрична енергія становить 1 % від обсягу споживання електричної енергії у світіhttp://www.wwindea.org/home/images/stories/pr_statistics2007_210208_red.pdf World Wind Energy Association press release retrieved 2008 03 18, приблизно 19 % виробленої в Данії електричної енергії отримано від енергії вітру, 9 % в Іспанії та Португалії, 6 % в Німеччині та Ірландії (дані за 2007 рік). У глобальному вимірі виробництво електричної енергії на основі енергії вітру зросло в п'ять разів від 2000 до 2007 року.

Світова морська вітроенергетика Протягом 2025 року до енергосистем світу було під'єднано понад 9,3 ГВт нових морських вітрових установок, чого достатньо для забезпечення електроенергією приблизно 10 млн будинків. Китай восьмий рік поспіль залишається світовим лідером. У 2025 році країна ввела 6,6 ГВт, довівши загальну потужність до 48,4 ГВт — це більше половини світового ринку (52 %). В свою чергу Європа додала майже 2 ГВт: Велика Британія (1 ГВт), Німеччина (0,5 ГВт), Франція (0,4 ГВт). Загальна потужність регіону перевищила 38 ГВт (42 % світового ринку). Серед інших ключових гравців перебувають — Нідерланди та ТайваньСвітова морська вітроенергетика до 2025 року зросте в чотири рази й досягне 420 ГВт. // Автор: Олена Рясенко. 14.06.2026, 18:00.

Молекулярна вітроенергетика Молекулярна вітроенергетика (англ. molecular wind power) — складова частина молекулярної енергетики, що вивчає та використовує відновлювані енергетичні властивості швидких молекул, атомів, йонів, інших малих частинок газового повітряного середовища, взаємодію цих частинок між собою, з іншими тілами а також з електричними та магнітними полями з метою вироблення, накопичення, передачі та розподілу електричної енергії.

Ключовим поняттям молекулярної вітроенергетики є молекулярна системаенергії — певний об'єм газової повітряної суміші, що володіє точно визначеними фізико-хімічними параметрами та характеристиками, зокрема, внутрішньою енергією молекул газової повітряної суміші, швидкістю, довжиною вільного пробігу, частотою співударів молекул та їх енергією на кордоні фаз. У рамках молекулярної вітроенергетики вивчаються молекулярні системи повітряної газової суміші, встановлюються їх енергетичні параметри та характеристики, створюються й досліджуються способи (технології) молекулярної вітроенергетики та технічні системи (засоби) молекулярної вітроенергетики, які дозволяють перетворити кінетичну енергію теплового руху швидких молекул повітря в електричну енергію безпосередньо або ж опосередковано.

Молекулярна вітроенергетика є складовою частиною класичної вітроенергетики, в основі якої лежать закони газодинаміки (аеродинаміки), що описують рух повітря та його взаємодію з твердими тілами, а також закони аеростатики, що оцінюють рівновагу повітря та його дію на занурені в нього тіла. У розрахунках параметрів та характеристик систем молекулярної вітроенергетики поряд з енергетичними характеристиками швидких молекул повітря, силами взаємодії цих молекул між собою та з іншими тілами використовуються макроскопічні параметри (швидкість, тиск, густина) потоків повітря. Резерви внутрішньої енергії, що криються в газовому повітряному середовищі, суттєво перевищують рівні енергії, які сьогодні доступні для освоєння макроскопічними вітроенергетичними технологіями.

Для ефективного перетворення енергії молекул газової повітряної суміші велектричну енергію можна використати відомі фізичні явища: іонізації атомів та молекул активної речовини під дією швидких молекул повітря, зокрема: явище ступінчато-ударної йонізації; термоелектричний ефект Зеебека — виникнення термо-ЕРС у молекулярній структурі під тепловою дією швидких молекул повітря; сорбційний ефект — виникнення термо-ЕРС у сорбційній молекулярній структурі при поглинанні швидких молекул повітря; прямий п'єзоелектричний ефект — виникнення електричних зарядів на гранях певних кристалів при деформації; зворотний магнітострикційний ефект (магнетопружний ефект Вілларі) — зміна намагніченості певних матеріалів під  впливом механічних напружень.

Ці фізичні явища окремо або в поєднанні з іншими застосовні для створення високоефективних молекулярних систем вітроенергетики. В основі роботи молекулярних систем вітроенергетики лежать закони молекулярної фізики, кінетичної теорії газів, квантової хімії,фізики і хімії поверхні, молекулярної гідродинаміки, термодинаміки таелектродинаміки, хімічного інжинірингу та матеріалознавства.

Методологія розрахунків та побудови ключових енергогенеруючих елементів молекулярної вітроенергетики відрізняється від звичних підходів, які використовуються при створенні систем класичної вітроенергетики.

Вітроенергетика за країнами Вітроенергетичні потужності за підсумками 2009 року Місце Країна Енергопотенціал на шельфі, МВт Потужності, на шельфі, МВт (2009) Зростання, % 1 Велика Британія 688 104 18,1 2 Данія 663,6 237 55,6 3 Нідерланди 247 0 0 4 Швеція 164 30 22,4 5 Німеччина 72 60 500 б Бельгія 30 0 0 7 Фінляндія 30 0 0 8 Ірландія 25 0 0 9 Китай 23 21 1050 10 Іспанія 10 0 0 11 Норвегія 2,3 2,3 12 Японія 1 0 0 Загалом 1955,9 454,3 30,5

Європейський Союз Станом на кінець 2014 року на вітроелектрогенерацію ЄС припадало 128,8 ГВт встановлених потужностей із 134,0 ГВт загалом у Європіhttp://www.ewea.org/fileadmin/files/library/publications/statistics/EWEA-Annual-Statistics-2014.pdf (106,0 ГВт та 109,6 ГВт відповідно для 2012 року). Дані потужності забезпечують майже 10 % виробництва електроенергії Євросоюзу. У таких країнах як Данія та Шотландія вітрогенерація виробляє більше третини електроенергії.

Данія У Данії в 2015 році вітрогенерація забезпечила 42,1 % споживання електроенергії, в порівнянні із 39,1 % у попередньому році.

Португалія У Португалії в 2014 році вітрогенерація забезпечила 25,7 % споживання електроенергії, що практично збіглося з рівнем попереднього року. За 2014 р. було встановлено 222 МВт потужностей, тоді як у 2013 році цей показник становив 184 МВт. Майже 100 % потужностей вітроенергетики Португалії відносяться до наземних. У 2015 році Євросоюз виділив 30 млн євро на створення експериментальної плавучої вітроелектростанції потужністю 25 МВт.

Ірландія В Ірландії в 2015 році вітрогенерація забезпечила 23 % споживання електроенергії, порівняно з 17,7 % у попередньому році. За 2014 р. було встановлено 222 МВт потужностей, тоді як у 2013 році цей показник становив 343 МВт. Станом на березень 2015 року майже 99 % потужностей вітроенергетики Ірландії відносилось до наземних.

Іспанія В Іспанії в 2015 році вітрогенерація забезпечила 19 % споживання електроенергії, що дещо менше, ніж в попередньому році, коли її частка склала 21 %. Після проведеної у 2014 році реформи, яка внесла суттєві зміни до правил субсидіювання галузі, зростання вітроенергетики в Іспанії фактично зупинилось. Так, за 2014 р. було встановлено лише 27 МВт потужностей (близько 0,12 % від загальної досягнутої потужності 22 986 МВт), а в першій половині 2015 р. введення нових потужностей взагалі не відбувалось. Представники галузі покладають сподівання на запланований урядом тендер на заміну та встановлення нових вітрогенеруючих потужностей обсягом 500 МВт, умови якого повинні були бути оголошені у другій половині 2015 року. Подібні тендери мають започаткувати нову модель розвитку вітроенергетики, якій за оцінкою іспанського міністерства енергетики необхідно встановити не менше 4553 МВт потужностей до 2020 року для досягнення поставлених цілей з використання відновлюваних джерел енергії. Майже 100 % потужностей вітроенергетики Іспанії відносяться до наземних. У 2014 році Євросоюз виділив 67 млн євро на створення двох експериментальних плавучих вітроелектростанцій потужністю 51 МВт.

Німеччина У Німеччині в 2015 році вітрогенерація забезпечила 13,3 % виробництва електроенергії, порівняно з 8,9 % у попередньому році. За 2014 р. було встановлено 5279 МВт потужностей, тоді як у 2013 році цей показник становив 3278 МВтhttp://www.ewea.org/fileadmin/files/library/publications/statistics/EWEA-Annual-Statistics-2014.pdf. У першій половині 2015 р. обсяг встановлення наземних вітрогенераторів впав на третину, що пояснювалось високою порівняльною базою аналогічного періоду попереднього року, коли на галузь суттєвий вплив мало бажання встигнути до запровадження у серпні 2014 року серйозних змін у моделі субсидіювання. Усього за підсумками 2015 р. було встановлено 3730 МВт наземних установок, що на 21,3 % менше ніж у 2014р. Утім, загальний обсяг нових вітроенергетичних потужностей перевищить показники попереднього року, оскільки оффшорні проєкти забезпечили за перші сім місяців 2015 р. рекордний приріст потужностей на 1770 МВт (водночас станом на кінець 2014 р. на оффоршну складову поки припадало лише 2,5 % потужностей). Наразі в Німеччині відбувається реформа вітроенергетики, яка передбачає перехід до північноамериканської системи тендерів. Очікується, що нові умови розвитку галузі будуть встановлені у 2016 році.

Фінляндія