Amióta az országban a gazdák az 1800-as években szélturbinákat kezdtek használni a víz szivattyúzására, az amerikaiak megértették a szélenergia előnyeit. Az 1970-es évek energiaválságai hangsúlyozták a szélenergia, mint olcsó, tiszta és megújuló energiaforrás fontosságát, és az 1992. évi energiapolitikai törvény lépéseket tett annak fejlesztése érdekében. A szélturbinákat nem nehéz megérteni, és egyre hatékonyabbak, erőteljesebbek és mindenütt jelen vannak.
Villamos energia előállítása indukcióval
A szélturbinában az áramtermelés alapelve alapvetően megegyezik a vízerőművek, a fosszilis tüzelőanyagok és még az atomenergia mögött is. A turbina szíve egy mágneses indukciós tekercs, amely váltakozó áramot generál, amikor egy mágnesezett rotor forog az álló állórész körül vagy belül. Egy szélturbina esetében a szél szolgáltatja az energiát a rotor forgatásához. A generátor által termelt villamos energia az átviteli vonalak mentén halad, hogy vagy közvetlenül felhasználja a turbina tulajdonosa, vagy pedig be kell vezetni egy hálózatot a közüzemi ügyfelek számára történő elosztás céljából.
A turbina alkatrészei
A szélturbina fő teste a gondola, amely a generátor valamint egy sor hajtóművek. A pengék a tengely, és a nacelle a tetején ül torony ez a lehető legmagasabb, hogy a lapátok elkapják a maximális szélmennyiséget. A nacellában található egy a vezérlő amely adatokat fogad egy szélmérő, amely a szél sebességét méri, és a lapát, amely a szél irányát méri. A vezérlő elindíthatja és leállíthatja a turbinát, valamint végezhet beállításokat a szélsebesség kompenzálására. A gyöngyházban mechanikus is található fék amely reteszeli a pengéket és a hangmagasság-meghajtó amely beállítja a penge dőlésszögét, hogy minimalizálja az emelést nagy szél esetén.
A fogaskerekek működése
Amikor a szél fúj, a vezérlő a nacellát irányítja szembe, és a speciális alakú lapátok lassan forogni kezdenek. Nehéz elhinni, miközben a földről megfigyeljük, hogy ilyen lassú forgás - megközelítőleg 20 fordulat / perc ipari egységeken - villamos energiát képes előállítani, de a nacellán belüli fogaskerekek fokozzák a forgást a generátor rotor tengelyének sebessége 1200 és 1800 fordulat / perc között van, ami elegendő a generáláshoz elektromosság. Nem fontos, hogy a pengék gyorsan forogjanak - valójában veszélyt jelentenek a madarakra és a földi emberekre, ha túl gyorsan forognak. A pengék finoman kiegyensúlyozottak, hogy gyenge szélben is energiát termeljenek, és a hangmagasság-hajtás és a vezérlő lassítja őket, ha erős a szél.
Fejlődő tervek
A kisebb lakossági szélturbinák gyakran beépülnek függőleges tengely lapátos rendszerek - ezek a szélenergiát villamos energiává alakítják ugyanazon elv alapján, mint a vízszintes tengelyű turbinák, és elég kicsiek lehetnek ahhoz, hogy a ház tetejére szerelhetők legyenek. A penge kialakításának finomítása a szél jobb fogása érdekében fontos folyamatban lévő fejlesztés mind az ipari, mind a lakossági vízszintes tengelyű turbinák esetében. Ezenkívül a gyártók hosszabb lapátokat és magasabb tornyokat gyártanak, így a turbinák nagyobb magasságban kihasználhatják a gyorsabb szél előnyeit. A legtöbb turbina most tartalmaz rezgéscsillapítókat a zaj csökkentése érdekében, és az aktív hangmagasság-szabályozás biztosítja, hogy a turbinák továbbra is biztonságosan foroghassanak és áramot termeljenek még nagy szélben is.