Otkako su poljoprivrednici širom zemlje počeli upotrebljavati vjetroturbine za pumpanje vode u 1800-ima, Amerikanci su shvatili prednosti vjetroelektrana. Energetska kriza sedamdesetih godina naglasila je važnost energije vjetra kao jeftinog, čistog i obnovljivog izvora energije, a Zakon o energetskoj politici iz 1992. poduzeo je korake za poticanje njegovog razvoja. Vjetroagregate nije teško razumjeti, a oni postaju sve učinkovitiji, snažniji i sveprisutniji.
Proizvodnja električne energije indukcijom
Princip koji stoji iza proizvodnje električne energije u vjetroagregatima u osnovi je isti kao i princip hidroelektrana, fosilnih goriva, pa čak i nuklearne energije. Srce turbine je magnetska indukcijska zavojnica koja generira izmjeničnu struju dok se magnetizirani rotor vrti oko stacionarnog statora ili unutar njega. U slučaju vjetroagregata, vjetar je taj koji opskrbljuje energijom za okretanje rotora. Električna energija koju generator proizvodi putuje duž dalekovoda da bi je vlasnik turbine ili izravno koristio ili za ulazak u mrežu za distribuciju komunalnim kupcima.
Sastavni dijelovi turbine
Glavnina vjetroagregata je gondola, u kojem se nalazi generator kao i niz od pogonski zupčanici. The oštrice su pričvršćeni za vratilo, a gondola je smještena na vrhu a toranj to je što je više moguće kako bi oštrice mogle uhvatiti maksimalnu količinu vjetra. U gondoli se nalazi i kontrolor koja prima podatke od anemometar, koja mjeri brzinu vjetra, i a lopatica, koja mjeri smjer vjetra. Regulator može pokretati i zaustavljati turbinu, kao i vršiti prilagodbe radi kompenzacije brzine vjetra. U gondoli je smješten i mehanički kočnica koji zaključava lopatice i a visinski pogon koji podešava kut oštrice kako bi se smanjio podizanje pri jakom vjetru.
Funkcija zupčanika
Kad zapuše vjetar, kontroler usmjeri gondolu prema njoj, a lopatice posebno oblikovanih polako se okreću. Teško je povjerovati dok s tla promatrate da je tako spora rotacija - približno 20 o / min na industrijskim jedinicama - mogu proizvoditi električnu energiju, ali zupčanici unutar gondole pojačavaju rotaciju brzina osovine rotora generatora na između 1.200 i 1.800 o / min, što je dovoljno za generiranje struja. Nije važno da se oštrice brzo okreću - zapravo predstavljaju opasnost za ptice i ljude na zemlji ako se prebrzo okreću. Lopatice su fino uravnotežene kako bi generirale snagu čak i pri laganom vjetru, a pogon i kontroler tona usporavaju ih kada je vjetar jak.
Razvoj dizajna
Često se uključuju i manje stambene vjetroturbine okomita os sustavi lopatica - oni pretvaraju energiju vjetra u električnu energiju po istom principu kao i turbine s vodoravnom osi, a mogu biti dovoljno mali za postavljanje na krov kuće. Rafiniranje dizajna lopatica radi boljeg hvatanja vjetra važan je tekući razvoj i za industrijske i za stambene turbine s vodoravnom osi. Uz to, proizvođači proizvode dulje lopatice i više tornjeve kako bi turbine mogle iskoristiti prednost bržih vjetrova na većim nadmorskim visinama. Većina turbina sada uključuje prigušivače vibracija za smanjenje buke i aktivne kontrole nagiba kako bi se osiguralo da se turbine mogu i dalje sigurno okretati i proizvoditi električnu energiju čak i po jakom vjetru.