Energi i vind kommer från atmosfärens ojämna solvärme. Användningen av vind för energi går tillbaka till de tidigaste segelfartygen. På land använde väderkvarnar principen om segel på en roterande axel för att skörda vindens mekaniska energi för att tillhandahålla mekanisk kraft. Små väderkvarnar på gårdar driver vattenpumpar, och vissa kopplades till bilgeneratorer för att generera elektricitet på gården innan det elektriska distributionsnätet byggdes. Nu ger stora vindkraftverk kraft till det nätet.
Hur moderna vindkraftverk fungerar
De grundläggande komponenterna i en modern vindturbin inkluderar rotorbladen monterade på en låghastighetsaxel och en växellåda som förbinder låghastighetsaxeln till en höghastighetsaxel som vrider en generator. En broms skyddar systemet från överdriven hastighet i vindar över 88 kilometer i timmen (55 miles per timme). Det finns ingen verklig turbin. Systemet står på ett högt torn med en "yaw-enhet"för att styra riktningen som turbinen kommer att vända mot, som beskrivs av Department of Energy. En vindmätare mäter vindhastigheten och en styrenhet startar eller stoppar systemet enligt den uppmätta vindhastigheten.
Hur man mäter produktionskapacitet
Storleken på vindkraftverk varierar beroende på applikationen, allt från enskilda bostäder till vindkraftverk som är placerade i vindkraftparker. Wind Energy Foundation förklarar hur produktionskapaciteten varierar med kvadratmängden av svept område av rotorerna, av vindhastigheter och till och med av luftens densitet på grund av variationer i temperatur och höjd över havet. Energin som finns i vind ökar med hastighetens kub - det vill säga en dubbelt ökad vindhastighet ger åtta gånger kraften. Det mest exakta måttet på en turbins kapacitet på ett visst område är det "specifika utbytet" som produceras av turbinen under ett år.
Designhänsyn för vindkraftsparker
Att välja och utforma en vindkraftspark kräver många steg och överväganden, som beskrivs av World Wind Energy Association. Först kommer juridiska frågor som att tillåta och sedan platsfrågor som mängden vind och markens kvalitet för att stödja turbintornen och fysisk närhet till befintliga kraftnät. Mark måste hyras och kontrakt säkras för att sälja den kraft som produceras av anläggningen. Bloomberg Business rapporterar tomgångsproduktionskapacitet i Kina, på grund av brist på nätets förmåga att acceptera den kraft som produceras av anläggningarna på annars lovande platser baserat på tillgängliga vindar.
För- och nackdelar med vindkraft
Den huvudsakliga fördelen med vindkraft är tillgången på fri energi från rörlig luft, utan att skapa förorening från brinnande bränsle. Den största nackdelen är vindarnas opålitlighet; när vinden inte blåser lönar sig inte investeringarna i turbiner och nätet måste fungera kring en intermittent strömförsörjning. System som inte finns på elnätet behöver en lagringsenhet som ett batteri för att hålla genererad kraft när det inte finns tillräckligt med vind. National Geographic rapporterar om problem med turbiner som dödar bevingat vilda djuroch svårigheterna att anta nya mönster för att lösa problemen. Buller och till och med skuggor från turbinerna orsakar också problem.