Kopš tā laika, kad lauksaimnieki visā valstī sāka sūknēt ūdeni vēja turbīnās 1800. gados, amerikāņi ir sapratuši vēja enerģijas priekšrocības. Septiņdesmito gadu enerģētikas krīzes uzsvēra vēja enerģijas kā lēta, tīra un atjaunojama enerģijas avota nozīmi, un 1992. gada Enerģētikas politikas likums veica pasākumus, lai veicinātu tās attīstību. Vēja turbīnas nav grūti saprast, un tās kļūst arvien efektīvākas, jaudīgākas un visuresošākas.
Elektroenerģijas ražošana ar indukciju
Elektroenerģijas ražošanas princips vēja turbīnā būtībā ir tāds pats kā hidroelektroenerģijas, fosilā kurināmā un pat kodolenerģijas pamatā. Turbīnas sirds ir magnētiska indukcijas spole, kas ģenerē maiņstrāvu, kad magnetizēts rotors griežas ap stacionāru statoru vai tā iekšpusē. Vēja turbīnas gadījumā tas ir vējš, kas piegādā enerģiju rotora griešanai. Elektroenerģija, ko ģenerē ģenerators, pārvietojas pa pārvades līnijām, lai to vai nu tieši izmantotu turbīnas īpašnieks, vai arī lai ievadītu tīklu izplatīšanai komunālajiem klientiem.
Turbīnas sastāvdaļas
Vēja turbīnas galvenā virsbūve ir nacelle, kurā atrodas ģenerators kā arī virkne vadīt pārnesumus. The asmeņi ir pievienoti vārpsta, un nacelle sēž virsū a tornis tas ir pēc iespējas augstāks, lai asmeņi varētu noķert maksimālo vēja daudzumu. Nacellē atrodas arī a kontrolieris kas saņem datus no anemometrs, kas mēra vēja ātrumu, un a lāpstiņa, kas mēra vēja virzienu. Kontrolieris var iedarbināt un apturēt turbīnu, kā arī veikt pielāgojumus, lai kompensētu vēja ātrumu. Nacelē atrodas arī mehāniskais bremzēt kas nofiksē asmeņus un a piķa piedziņa kas noregulē lāpstiņas leņķi, lai samazinātu pacēlumu lielā vējā.
Zobratu funkcija
Kad pūš vējš, kontrolieris orientē naceli pret to, un īpašas formas asmeņi sāk lēnām griezties. Ir grūti noticēt, novērojot no zemes, ka tik lēna rotācija - aptuveni 20 apgr./min uz rūpniecības vienībām - var ražot elektrību, bet zobrata iekšpusē esošie pārnesumi pastiprina rotāciju ģeneratora rotora vārpstas ātrums ir no 1200 līdz 1800 apgriezieniem minūtē, kas ir pietiekams, lai radītu elektrība. Nav svarīgi, lai asmeņi ātri grieztos - patiesībā tie rada bīstamību putniem un cilvēkiem uz zemes, ja tie rotē pārāk ātri. Asmeņi ir smalki līdzsvaroti, lai radītu enerģiju pat vējā, un piķa piedziņa un kontrolieris tos palēnina, kad ir stiprs vējš.
Attīstošie modeļi
Mazākas dzīvojamās vēja turbīnas bieži tiek iekļautas vertikālā ass lāpstiņu sistēmas - tās vēja enerģiju pārvērš elektrībā pēc tāda paša principa kā horizontālās ass turbīnas, un tās var būt pietiekami mazas, lai tās varētu uzmontēt uz mājas jumta. Asmens dizaina uzlabošana, lai labāk uztvertu vēju, ir svarīga attīstība gan rūpniecības, gan dzīvojamās horizontālās ass turbīnās. Turklāt ražotāji ražo garākus asmeņus un augstākus torņus, lai turbīnas varētu izmantot ātrāka vēja priekšrocības lielākos augstumos. Lielākajā daļā turbīnu tagad ir vibrācijas slāpētāji, lai samazinātu troksni, un aktīvās piķa vadības ierīces, lai nodrošinātu, ka turbīnas var turpināt droši griezties un radīt elektrību pat spēcīgā vējā.
