Alates sellest, kui kogu riigi põllumehed hakkasid 1800-ndatel aastatel vee pumpamiseks tuulikuid kasutama, on ameeriklased mõistnud tuuleenergia eeliseid. 1970. aastate energiakriisid rõhutasid tuuleenergia kui odava, puhta ja taastuva energiaallika tähtsust ning 1992. aasta energiapoliitika seadus astus samme selle arengu hoogustamiseks. Tuulegeneraatoreid pole raske mõista ning need muutuvad üha tõhusamaks, võimsamaks ja üldlevinumaks.
Elektri tootmine induktsiooni abil
Tuuliku elektritootmise põhimõte on põhimõtteliselt sama, mis hüdroelektri, fossiilkütuse ja isegi tuumaenergia taga. Turbiini süda on magnetiline induktsioonimähis, mis tekitab vahelduvvoolu, kui magnetiseeritud rootor pöörleb statsionaarses staatoris või selle sees. Tuuleturbiini puhul annab rootori pöörlemiseks energiat just tuul. Elektrienergia, mida generaator toodab, kulgeb ülekandeliinidel kas turbiini omaniku otseseks kasutamiseks või kommunaalklientidele jaotamiseks võrgu sisestamiseks.
Turbiini komponendid
Tuuliku põhikorpus on
nacelle, kus asuvad generaator samuti rida ajama käike. The terad on kinnitatud võllija nacelle istub a torn see on võimalikult kõrge, et terad saaksid maksimaalset tuult kätte. Nacellil on ka a kontroller mis võtab vastu andmeid anemomeeter, mis mõõdab tuule kiirust, ja a tuulelipp, mis mõõdab tuule suunda. Kontroller saab turbiini käivitada ja peatada, samuti tuulekiiruse kompenseerimiseks reguleerida. Nacellis on ka mehaaniline seade pidur mis lukustab terad ja a helikõrgus mis reguleerib tera nurka, et minimeerida tugevat tuult.Hammasrataste funktsioon
Kui tuul puhub, suunab kontroller gondli selle poole ja spetsiaalse kujuga labad hakkavad aeglaselt pöörlema. Maalt jälgides on raske uskuda, et nii aeglane pöörlemine - umbes 20 pööret minutis tööstusüksustel - võivad toota elektrit, kuid nacelli sees olevad hammasrattad suurendavad pöörlemist generaatori rootori võlli pöörlemissagedus vahemikus 1200 kuni 1800 pööret minutis, mis on piisav genereerimiseks elekter. Terade kiire pöörlemine ei ole oluline - tegelikult kujutavad need liiga kiirel pöörlemisel ohtu lindudele ja maapealsetele inimestele. Terad on peene tasakaaluga, et toota energiat ka nõrga tuulega ning tugeva jõu korral aeglustavad sammulüliti ja kontroller neid.
Arenevad kujundused
Väiksemad elamute tuulegeneraatorid sisaldavad sageli vertikaalne telg terasüsteemid - need muudavad tuuleenergia elektriks samal põhimõttel kui horisontaalteljelised turbiinid ja need võivad olla piisavalt väikesed, et neid maja katusele paigaldada. Tera disaini täiustamine tuule paremaks püüdmiseks on nii tööstuslike kui ka elamute horisontaalteljeliste turbiinide oluline pidev areng. Lisaks toodavad tootjad pikemaid labasid ja kõrgemaid torne, et turbiinid saaksid kõrgemal tuulel kiiremat tuult ära kasutada. Enamikus turbiinides on nüüd müra vähendamiseks vibratsiooni summutid ja aktiivse pigi reguleerimine, et turbiinid saaksid jätkata ohutut pöörlemist ja elektrit isegi tugeva tuule korral.
