Kako se proizvaja vetrna energija?

Energija v vetru prihaja iz neenakomernega sončnega ogrevanja ozračja. Uporaba vetra za energijo sega že v najzgodnejše jadrnice. Na kopnem so vetrnice uporabljale načelo jader na vrtljivi gredi, da bi izkoristile mehansko energijo vetra za zagotavljanje mehanske moči. Majhne vetrnice na kmetijah poganjajo vodne črpalke, nekatere pa so bile priključene na avtomobilske generatorje za proizvodnjo električne energije na kmetiji, preden je bilo zgrajeno električno distribucijsko omrežje. Zdaj ogromne vetrnice zagotavljajo moč za to omrežje.

Osnovni sestavni deli sodobne vetrne turbine so lopatice rotorja, nameščene na gredi z nizko hitrostjo, in menjalnik, ki povezuje gred z nizko hitrostjo z gredjo za visoke hitrosti, ki obrača generator. Zavora ščiti sistem pred pretirano hitrostjo pri vetru nad 88 kilometrov na uro (55 milj na uro). Dejanske turbine ni. Sistem stoji na visokem stolpu zvožnja z nihanjem"za nadzor smeri, proti kateri bo turbina obrnjena, kot opisuje Ministrstvo za energijo. Anemometer meri hitrost vetra, krmilnik pa zažene ali ustavi sistem glede na izmerjeno hitrost vetra.

Velikost vetrnih turbin se razlikuje glede na uporabo, od posameznih domov do komunalnih turbin, postavljenih v vetrnih elektrarnah. Fundacija Wind Energy pojasnjuje, kako se proizvodna zmogljivost spreminja glede na kvadratno površino pometene površine zaradi rotorjev, hitrosti vetra in celo gostote zraka zaradi temperaturnih sprememb in nadmorske višine. Energija, ki je na voljo v vetru, se poveča s kocko hitrosti - to pomeni, da dvakratno povečanje hitrosti vetra daje osemkrat več moči. Najbolj natančno merilo zmogljivosti turbine na določenem mestu je "specifični donos", ki ga turbina proizvede v enem letu.

Izbira in načrtovanje vetrne elektrarne zahteva veliko korakov in premislekov, kot je opisalo Svetovno združenje vetrne energije. Najprej pridejo pravna vprašanja, kot so dovoljenja, nato pa vprašanja glede lokacije, kot sta količina vetra in kakovost tal za podporo stolpov turbin in fizična bližina obstoječih električnih omrežij. Zemljišča je treba oddati v najem in zagotoviti pogodbe za prodajo električne energije, ki jo proizvede objekt. Bloomberg poslovna poročila zmogljivost vetrne energije v prostem teku na Kitajskem zaradi pomanjkanja zmožnosti omrežja, da sprejme moč, ki jo proizvajajo objekti, ki se nahajajo na sicer obetavnih lokacijah na podlagi razpoložljivih vetrov.

Glavna prednost vetrne energije je v razpoložljivosti proste energije iz zraka, ki se giblje, ne da bi pri tem nastalo onesnaženje zaradi kurjenja goriva. Glavna pomanjkljivost je nezanesljivost vetrov; ko veter ne piha, se naložba v turbine ne izplača in omrežje mora delovati občasno z napajanjem. Sistemi, ki niso v električnem omrežju, potrebujejo shranjevalno napravo, kot je baterija, da zadržijo proizvedeno energijo, kadar ni dovolj vetra. National Geographic poroča o težavah z turbine, ki ubijajo krilate divje živaliin težave pri sprejemanju novih modelov za odpravo težav. Težave povzročajo tudi hrup in celo sence turbin.