Откакто фермерите в страната започнаха да използват вятърни турбини за изпомпване на вода през 1800 г., американците разбраха ползите от вятърната енергия. Енергийната криза от 70-те години подчертава значението на вятърната енергия като евтин, чист и възобновяем източник на енергия, а Законът за енергийната политика от 1992 г. предприема стъпки за ускоряване на нейното развитие. Вятърните турбини не са трудни за разбиране и стават все по-ефективни, мощни и повсеместни.
Производство на електричество чрез индукция
Принципът, който стои зад производството на електроенергия във вятърна турбина, в основата си е същият като този за водноелектрическите, изкопаемите горива и дори ядрената енергия. Сърцето на турбината е магнитна индукционна намотка, която генерира променлив ток, докато магнетизиран ротор се върти около или вътре в стационарен статор. В случай на вятърна турбина, вятърът е този, който доставя енергия за въртене на ротора. Електричеството, което генераторът произвежда, се движи по далекопроводи, за да бъде или директно използвано от собственика на турбината, или за да влезе в мрежа за разпределение на потребителите на комунални услуги.
Компоненти на турбина
Основното тяло на вятърната турбина е гондола, в който се помещава генератор както и поредица от задвижващи предавки. The остриета са прикрепени към вал, а гондолата е разположена на върха a кула който е възможно най-висок, за да позволи на остриетата да улавят максималното количество вятър. В гондолата също се помещава a контролер който получава данни от анемометър, който измерва скоростта на вятъра, и a лопатка, който измерва посоката на вятъра. Контролерът може да стартира и спира турбината, както и да прави корекции, за да компенсира скоростта на вятъра. В гондолата се помещава и механичен спирачка който заключва остриетата и a стъпково задвижване който регулира ъгъла на острието, за да сведе до минимум повдигането при силен вятър.
Функцията на зъбните колела
Когато вятърът духа, контролерът ориентира гондолата, за да се изправи срещу нея, и специално оформените остриета започват бавно да се въртят. Трудно е да повярвате, докато наблюдавате от земята, че толкова бавно въртене - приблизително 20 оборота в минута на промишлени единици - могат да произвеждат електричество, но зъбните колела вътре в гондолата засилват въртенето скорост на вала на ротора на генератора между 1200 и 1800 об / мин, което е достатъчно за генериране електричество. Не е важно остриетата да се въртят бързо - всъщност те представляват опасност за птиците и хората на земята, ако се въртят твърде бързо. Лопатките са фино балансирани, за да генерират енергия дори при слаб вятър, а задвижването и контролерът на терена ги забавят, когато вятърът е силен.
Развиващи се дизайни
По-малките жилищни вятърни турбини често включват вертикална ос лопаткови системи - те преобразуват вятърната енергия в електричество по същия принцип като турбините с хоризонтална ос и те могат да бъдат достатъчно малки, за да се монтират на покрива на къща. Прецизирането на конструкцията на лопатките за по-добро улавяне на вятъра е важно текущо развитие както за индустриалните, така и за жилищните турбини с хоризонтална ос. Освен това производителите произвеждат по-дълги лопатки и по-високи кули, за да могат турбините да се възползват от по-бързите ветрове на по-голяма надморска височина. Повечето турбини вече включват амортисьори за вибрации за намаляване на шума и активно управление на стъпката, за да се гарантира, че турбините могат да продължат да се въртят безопасно и да генерират електричество дори при силен вятър.
