1800年代に全国の農民が風力タービンを使用して水を汲み上げ始めて以来、アメリカ人は風力発電の利点を理解してきました。 1970年代のエネルギー危機は、安価でクリーンで再生可能なエネルギー源としての風力発電の重要性を強調し、1992年のエネルギー政策法はその開発を後押しするための措置を講じました。 風力タービンは理解するのが難しくなく、ますます効率的で、強力で、どこにでもあるようになっています。
誘導による発電
風力タービンの発電の背後にある原理は、基本的に水力発電、化石燃料、さらには原子力エネルギーの背後にある原理と同じです。 タービンの心臓部は、磁化されたローターが静止したステーターの周りまたは内部で回転するときに交流を生成する磁気誘導コイルです。 風力タービンの場合、ローターを回転させるためのエネルギーを供給するのは風です。 発電機が生成する電力は送電線に沿って移動し、タービンの所有者が直接使用するか、電力会社の顧客に配電するためのグリッドに入ります。
タービンのコンポーネント
風力タービンの本体は ナセル、を収容します 発生器 だけでなく、一連の ドライブギア. ザ・ ブレード に添付されています 軸、そしてナセルは上に座っています タワー それは、ブレードが最大量の風を捕らえることができるように可能な限り高いです。 ナセルには、 コントローラ からデータを受信する 風速計、風速を測定し、 ベーン、風向を測定します。 コントローラは、タービンを始動および停止するだけでなく、風速を補正するための調整を行うことができます。 ナセルはまた、機械を収容します ブレーキ ブレードをロックし、 ピッチドライブ 強風時の揚力を最小限に抑えるためにブレードの角度を調整します。
歯車の機能
風が吹くと、コントローラーはナセルをそれに向けて向きを変え、特殊な形状のブレードがゆっくりと回転し始めます。 こんなに遅い回転を地上から観察していると信じがたい- 約20rpm 産業用ユニットでは-電気を生成できますが、ナセル内の歯車が回転を加速します 発電機のローターシャフトの速度は1,200〜1,800 rpmであり、これは発電に十分です。 電気。 ブレードが速く回転することは重要ではありません。実際、ブレードの回転が速すぎると、鳥や地上の人々に危険をもたらします。 ブレードは微風でも発電できるようにバランスが取れており、強風時にはピッチドライブとコントローラーが減速します。
進化するデザイン
小型の住宅用風力タービンには、多くの場合、 縦軸 ブレードシステム-これらは、水平軸タービンと同じ原理で風力エネルギーを電気に変換し、家の屋根に取り付けるのに十分なほど小さくすることができます。 風をよりよく捕らえるためのブレード設計の改良は、産業用および住宅用水平軸タービンの両方にとって重要な進行中の開発です。 さらに、メーカーはより長いブレードとより高いタワーを製造しているため、タービンはより高い高度でより速い風を利用できます。 現在、ほとんどのタービンには、騒音を低減するための振動減衰装置と、タービンが安全に回転し続け、強風の中でも発電できるようにするアクティブピッチ制御が含まれています。