Siitä lähtien, kun maanviljelijät ympäri maata alkoivat käyttää tuulivoimaloita veden pumppaamiseen 1800-luvulla, amerikkalaiset ovat ymmärtäneet tuulivoiman edut. 1970-luvun energiakriisit korostivat tuulivoiman merkitystä halpana, puhtaana ja uusiutuvana energialähteenä, ja vuoden 1992 energiapoliittisessa laissa otettiin toimenpiteitä sen kehityksen edistämiseksi. Tuulivoimaloita ei ole vaikea ymmärtää, ja niistä tulee yhä tehokkaampia, tehokkaampia ja leviävämpiä.
Sähkön tuottaminen induktiolla
Tuuliturbiinin sähköntuotannon periaate on periaatteessa sama kuin vesivoiman, fossiilisten polttoaineiden ja jopa ydinenergian takana. Turbiinin sydän on magneettinen induktiokäämi, joka tuottaa vaihtovirtaa, kun magneettinen roottori pyörii paikallaan olevan staattorin ympärillä tai sisällä. Tuuliturbiinin tapauksessa tuuli antaa energian roottorin pyörimiseksi. Generaattorin tuottama sähkö kulkee siirtolinjoja pitkin joko turbiinin omistajan suoraan käyttämänä tai syöttämään verkkoon jakelua hyötyasiakkaille.
Turbiinin komponentit
Tuuliturbiinin päärunko on nacelle, joka taloa generaattori samoin kuin sarja ajaa vaihteita. terät on kiinnitetty akselija nacelle istuu a-huipulla torni se on mahdollisimman pitkä, jotta terät saisivat maksimaalisen tuulen määrän. Nacellessa on myös a ohjain joka vastaanottaa tietoja tuulimittari, joka mittaa tuulen nopeutta, ja a siipi, joka mittaa tuulen suunnan. Ohjain voi käynnistää ja pysäyttää turbiinin sekä tehdä säätöjä tuulen nopeuden kompensoimiseksi. Nacellessa on myös mekaaninen jarru joka lukitsee terät ja a piki ajaa joka säätää terän kulman minimoimaan noston kovalla tuulella.
Vaihteiden toiminta
Kun tuuli puhaltaa, ohjain suuntaa helmen kohti sitä, ja erityisesti muotoillut terät alkavat hitaasti pyöriä. On vaikea uskoa tarkkailemalla maasta, että niin hidas kierto - noin 20 kierrosta / min teollisuusyksiköissä - voivat tuottaa sähköä, mutta vaijerin sisällä olevat vaihteet lisäävät pyörimistä generaattorin roottorin akselin nopeus 1200 ja 1800 rpm välillä, mikä on riittävä tuottamaan sähköä. Terien ei ole tärkeää pyöriä nopeasti - itse asiassa ne aiheuttavat vaaran lintuille ja ihmisille maassa, jos ne pyörivät liian nopeasti. Terät ovat hieno tasapainossa tuottamaan voimaa myös heikoissa tuulissa, ja pikiohjain ja ohjain hidastavat niitä, kun tuuli on voimakas.
Kehittyvät mallit
Pienemmät asuinalueiden tuuliturbiinit sisältävät usein pystyakseli teräjärjestelmät - nämä muuttavat tuulienergian sähköksi samalla periaatteella kuin vaaka-akseliset turbiinit, ja ne voivat olla riittävän pieniä asennettavaksi talon katolle. Terän muotoilun parantaminen tuulen paremmin saamiseksi on tärkeä jatkuva kehitys sekä teollisuus- että asuinrakennusten vaaka-akseliturbiinien suhteen. Lisäksi valmistajat tuottavat pidempiä teriä ja korkeampia torneja, jotta turbiinit voivat hyödyntää nopeamman tuulen korkeammalla. Useimmissa turbiinissa on nyt tärinänvaimentimet melun vähentämiseksi ja aktiivisen äänenvoimakkuuden säätimet, jotta turbiinit voivat jatkaa pyörimistä turvallisesti ja tuottaa sähköä myös kovassa tuulessa.