Da quando gli agricoltori di tutto il paese hanno iniziato a utilizzare le turbine eoliche per pompare l'acqua nel 1800, gli americani hanno compreso i vantaggi dell'energia eolica. Le crisi energetiche degli anni '70 hanno sottolineato l'importanza dell'energia eolica come fonte di energia economica, pulita e rinnovabile e l'Energy Policy Act del 1992 ha preso provvedimenti per rilanciare il suo sviluppo. Le turbine eoliche non sono difficili da capire e stanno diventando sempre più efficienti, potenti e onnipresenti.
Generazione di elettricità per induzione
Il principio alla base della generazione di energia in una turbina eolica è sostanzialmente lo stesso di quello alla base dell'energia idroelettrica, dei combustibili fossili e persino dell'energia nucleare. Il cuore della turbina è una bobina di induzione magnetica che genera corrente alternata mentre un rotore magnetizzato gira intorno o all'interno di uno statore stazionario. Nel caso di una turbina eolica, è il vento che fornisce l'energia per far girare il rotore. L'elettricità prodotta dal generatore viaggia lungo le linee di trasmissione per essere utilizzata direttamente dal proprietario della turbina o per entrare in una rete per la distribuzione ai clienti delle utility.
Componenti di una turbina
Il corpo principale di una turbina eolica è il navicella, che ospita il Generatore così come una serie di ingranaggi di trasmissione. Il lame sono attaccati al albero, e la navicella si trova in cima a Torre che sia il più alto possibile per consentire alle pale di catturare la massima quantità di vento. La navicella ospita anche un controllore che riceve dati da an anemometro, che misura la velocità del vento, e a aletta, che misura la direzione del vento. Il controller può avviare e arrestare la turbina e apportare modifiche per compensare la velocità del vento. La navicella ospita anche un meccanico freno che blocca le lame e a passo guida che regola l'angolo della pala per ridurre al minimo la portanza in caso di vento forte.
La funzione degli ingranaggi
Quando soffia il vento, il controller orienta la navicella per affrontarla e le lame appositamente sagomate iniziano a ruotare lentamente. È difficile credere osservando da terra che una rotazione così lenta... circa 20 giri al minuto sulle unità industriali - può produrre elettricità, ma gli ingranaggi all'interno della navicella aumentano la rotazione velocità dell'albero del rotore del generatore tra 1.200 e 1.800 giri/min, sufficiente per generare elettricità. Non è importante che le lame ruotino rapidamente, anzi, rappresentano un pericolo per gli uccelli e le persone a terra se ruotano troppo velocemente. Le pale sono finemente bilanciate per generare potenza anche con vento leggero e il pitch drive e il controller le rallentano quando il vento è forte.
Design in evoluzione
Le turbine eoliche residenziali più piccole spesso incorporano Asse verticale sistemi a pale: questi convertono l'energia eolica in elettricità secondo lo stesso principio delle turbine ad asse orizzontale e possono essere abbastanza piccoli da essere montati sul tetto di una casa. Il perfezionamento del design delle pale per catturare meglio il vento è un importante sviluppo in corso per le turbine ad asse orizzontale sia industriali che residenziali. Inoltre, i produttori stanno producendo pale più lunghe e torri più alte in modo che le turbine possano sfruttare i venti più veloci ad altitudini più elevate. La maggior parte delle turbine ora include smorzatori di vibrazioni per ridurre il rumore e controlli attivi del passo per garantire che le turbine possano continuare a ruotare in sicurezza e generare elettricità anche in caso di vento forte.
