С тех пор, как в 1800-х годах фермеры по всей стране начали использовать ветряные турбины для перекачивания воды, американцы осознали преимущества энергии ветра. Энергетический кризис 1970-х годов подчеркнул важность энергии ветра как дешевого, чистого и возобновляемого источника энергии, и в Законе об энергетической политике 1992 года были предприняты шаги для ускорения его развития. Ветряные турбины нетрудно понять, и они становятся все более эффективными, мощными и повсеместными.
Производство электроэнергии с помощью индукции
Принцип, лежащий в основе выработки энергии в ветряной турбине, в основном такой же, как и в случае гидроэлектроэнергии, ископаемого топлива и даже ядерной энергии. Сердцем турбины является катушка магнитной индукции, которая генерирует переменный ток, когда намагниченный ротор вращается вокруг или внутри неподвижного статора. В случае ветряной турбины ветер дает энергию для вращения ротора. Электроэнергия, производимая генератором, проходит по линиям электропередачи, чтобы либо непосредственно использоваться владельцем турбины, либо поступать в сеть для распределения среди потребителей коммунальных услуг.
Компоненты турбины
Основным корпусом ветряной турбины является гондола, в котором находится генератор а также ряд ведущие шестерни. В лезвия прикреплены к вал, а гондола находится наверху башня который должен быть настолько высоким, насколько это возможно, чтобы лопасти могли ловить максимальное количество ветра. В гондоле также находится контролер который получает данные от анемометр, который измеряет скорость ветра, и флюгер, который измеряет направление ветра. Контроллер может запускать и останавливать турбину, а также вносить коррективы для компенсации скорости ветра. В гондоле также находится механический тормозить это блокирует лезвия и шаговый привод который регулирует угол наклона лопастей, чтобы минимизировать подъемную силу при сильном ветре.
Функция шестерен
Когда дует ветер, контроллер ориентирует гондолу лицом к себе, и лопасти особой формы начинают медленно вращаться. Наблюдая с земли, трудно поверить, что такое медленное вращение - примерно 20 об / мин на промышленных установках - может производить электричество, но шестерни внутри гондолы увеличивают вращение частота вращения вала ротора генератора от 1200 до 1800 об / мин, что достаточно для генерации электричество. Для лопастей не важно, чтобы они вращались быстро - на самом деле, они представляют опасность для птиц и людей на земле, если вращаются слишком быстро. Лопасти хорошо сбалансированы, чтобы генерировать мощность даже при слабом ветре, а шаговый привод и контроллер замедляют их, когда ветер сильный.
Развивающиеся дизайны
Небольшие ветряные турбины для жилых домов часто включают вертикальная ось Системы лопастей - они преобразуют энергию ветра в электричество по тому же принципу, что и турбины с горизонтальной осью, и они могут быть достаточно маленькими, чтобы их можно было установить на крыше дома. Усовершенствование конструкции лопастей для лучшего улавливания ветра является важным продолжающимся развитием как промышленных, так и бытовых турбин с горизонтальной осью. Кроме того, производители выпускают более длинные лопасти и более высокие башни, чтобы турбины могли использовать преимущества более быстрого ветра на больших высотах. Большинство турбин теперь включают гасители вибрации для снижения шума и активную регулировку шага, чтобы турбины могли продолжать безопасно вращаться и вырабатывать электроэнергию даже при сильном ветре.
