Energi i vind kommer fra ujevn soloppvarming av atmosfæren. Bruk av vind til energi går tilbake til de tidligste seilskipene. På land brukte vindmøller prinsippet om seil på en roterende aksel for å høste den mekaniske energien til vinden for å gi mekanisk kraft. Små vindmøller på gårder driver vannpumper, og noen ble koblet til bilgeneratorer for å generere strøm på gården før det elektriske distribusjonsnettet ble bygget. Nå gir store vindturbiner kraft til det nettet.
Hvordan moderne vindmøller fungerer
De grunnleggende komponentene i en moderne vindturbin inkluderer rotorbladene montert på en lavhastighetsaksel, og en girkasse som forbinder lavhastighetsakslingen til en høyhastighetsaksel, som snur en generator. En brems beskytter systemet mot overdreven hastighet i vind over 88 kilometer i timen (55 miles i timen). Det er ingen faktisk turbin. Systemet står på et høyt tårn med en "yaw-stasjon"for å kontrollere retningen turbinen vil møte, som beskrevet av Department of Energy. Et vindmåler måler vindhastighet, og en kontroller starter eller stopper systemet, i henhold til den målte vindhastigheten.
Hvordan måle generasjonskapasitet
Størrelsen på vindturbiner varierer med applikasjonen, alt fra enkeltboliger til vindmølleparker på bruksskala. Wind Energy Foundation forklarer hvordan produksjonskapasiteten varierer med kvadratmengden av feid areal av rotorene, av vindhastigheter og til og med av tettheten av luften på grunn av variasjoner i temperatur og høyde. Energien som er tilgjengelig i vind øker med kuben i hastigheten - det vil si at en dobbel økning i vindhastigheten gir åtte ganger kraften. Det mest presise mål på en turbinkapasitet på et gitt sted er det "spesifikke utbyttet" produsert av turbinen på et år.
Designhensyn for vindparker
Valg og design av en vindpark krever mange trinn og betraktninger, som beskrevet av World Wind Energy Association. Først kommer juridiske problemer som tillatelse, og deretter problemstillinger som vindmengde og kvaliteten på bakken for å støtte turbintårnene og fysisk nærhet til eksisterende kraftnett. Tomt må leies, og kontrakter sikres for å selge kraften produsert av anlegget. Bloomberg Business rapporterer tomgangsproduksjonskapasitet i Kina, på grunn av mangel på nettets evne til å akseptere kraften som produseres av anleggene som ligger på ellers lovende steder basert på tilgjengelig vind.
Fordeler og ulemper med vindenergi
Den største fordelen med vindkraft er tilgjengeligheten av gratis energi fra luft i bevegelse, uten å skape forurensning fra brennende drivstoff. Den største ulempen er vindens upålitelighet; når vinden ikke blåser, gir ikke investeringen i turbiner seg, og nettet må fungere rundt en periodisk strømforsyning. Systemer som ikke er på strømnettet trenger en lagringsenhet som et batteri for å holde generert kraft når det ikke er nok vind. National Geographic rapporterer om problemer med turbiner som dreper bevinget dyreliv, og vanskelighetene med å ta i bruk nye design for å løse problemene. Støy og til og med skygger fra turbinene gir også problemer.