Подъемная сила
В современных ветроэнергетических установках лопасти вращаются вследствие аэродинамической подъемной силы. Когда ветер попадает на лопасть, воздух обтекает ее снизу и сверху.
Поскольку лопасть имеет изогнутый профиль, воздух обтекающий лопасть сверху должен пройди более длинный путь и вследствие этого должен течь быстрее. Вследствие этого сверху лопасти создается отрицательное давление (разрежение) а под лопастью избыточное. Как результат разности давления возникает подъемная сила, которая действует перпендикулярно потоку, воздействует на лопасть и приводит во вращение ветровое колесо.
Ветровые колеса использующие подъемную силу могут иметь как горизонтальную, так и вертикальную ось вращения. Максимальный коэффициент использования ветрового потока для ветрогенераторов, использующих подъемную силу крыла составляет теоретически 59 процентов (см. Теорию Беца),что значительно больше, чем для установок использующих принцип сопротивления воздуху. Реальные ветроэнергетические установки достигают значения Ср 52 процентов.
Подъемная прямо пропорциональна квадрату скорости, площади несущей плоскости, плотности воздуха и коэффициенту подъемной силы.
Площадь А несущей плоскости равна произведению ширины лопасти на ее длину. Коэффициент подъемной силы Са зависит от угла атаки. Изменяя угол атаки мы можем изменять величину подъемной силы и регулировать скорость вращения ветрового колеса. ( см. Регулирование мощности)
В установках, использующих подъемную силу, также возникает сила сопротивления из-за трения воздушного потока о поверхности лопасти. Но вследствие малого угла атаки, ее величина в 20-100 раз меньше, чем подъемная сила. Она всегда направлена вдоль воздушного потока. При угле атаки более 20 градусов сила сопротивления значительно увеличивается.
Аэродинамическое качество это соотношение коэффициентов подъемной силы и силы сопротивления.
Аэродинамическое качество зависит от профиля лопасти и от угла атаки. Чем больше качество, тем меньше потери на сопротивление, тем быстрее вращается колесо и лучше КПД. Хорошие профили для ветроэнергетических установок обеспечивают аэродинамическое качество более 60.
Источник: http://www.wind-energie.de/infocenter/technik/funktionsweise/auftriebslaeufer | 
