Rüzgar gücüyle çalışan, enerji üretmek amacıyla kurulmuş büyük pervaneli çarklı makinelere yel değirmeni denilmektedir. Yel değirmenleri, su pompalama ve buğday öğütmek için kullanılmıştır. Yel değirmenleri ile ünlü Hollanda’da ise karayı denizden ayırmak için su pompalamak amacıyla kullanılmaktadır. Gelişmiş sanayi ülkelerinde yel değirmenleri giderek işlevini yitirmektedir. Buna karşın gelişmekte olan ülkelerde halâ önemli bir güç kaynağı özelliği taşımaktadır.
Yel değirmenleri ilk defa 1890 yılında Danimarka’da elektrik enerjisi kaynağı olarak kullanılmıştır. Rüzgarla çalışan değirmenlerin küçük ev ve çiftliklere elektrik sağlamak amacıyla kullanılması bu tarihten sonradır.
Yel değirmeninin model ve çalışması rüzgar hızına, yönüne ve yüksekliğine bağlıdır. Rüzgarın saatteki hızı ortalama 29 – 40 km olan yerler yel değirmenleri için uygundur. Saatte 8 km hızı olan hafif rüzgarlar yel değirmenini çalıştıramazlar, güçlü rüzgarlar ve fırtınalar ise yel değirmenini hasara uğratabilirler.
Yel değirmenleri çoğunlukla rüzgarla dönen bazı parçalardan oluşmuştur. Dikey eksenli ve yatay eksenli yel değirmenler olmak üzere başlıca iki çeşidi vardır;
Bir yel değirmenini döndüren rüzgarın gücü, hızının küpü, yel değirmenini döndüren pervane çapının karesi ve havanın yoğunluğu ile doğru orantılıdır. Küçük çaptaki rüzgâr güç sistemleri, elektrik ve mekanik güç sağlamak bakımından ekonomik önem taşır.
6 kilowattlık bir rüzgâr jeneratörü, ortalama rüzgar hızının saatte 16 km olduğu kabul edilirse, ayda 325 kilowatt saat (kWh) elektrik üretebilir. Bu da orta halli bir evin bütün elektrik ihtiyacını karşılamaya yeterlidir. Rüzgar olmadığı zaman elektrik, rüzgar enerjisinin kimyasal enerji olarak depolandığı akümülatörlerden sağlanır.
Büyük çaptaki yel değirmenleri birçok avantaja sahiptir. Herhangi bir kirlenmeye yol açmazlar, Gürültü düzeyleri çok azdır. Her hangi bir yakıta ihtiyaç duymazlar. Belirrtiğimiz nedenlerden dolayı bu cins büyük sistemli yel değirmenleri ABD ve Hollanda gibi ülkelerde kullanılmaktadır. Yel değirmenleri aracılığıyla elektrik üretimine ilgi, 1970’li yıllardan sonar artmaya başladı. ABD’de kurulan rüzgar çiftliklerinde yel değirmenleriyle elektrik üretimi yapılması bunun önemli kanıtıdır.
İlk yel değirmenin 7. yüzyılda İran’da yapıldığı düşünülmektedir. Aynı düşünceye göre bir sure sonra Çin’de kullanılmaya başlamış, daha sonraları da Avrupa’da yaygınlaşmıştır.
