นับตั้งแต่เกษตรกรทั่วประเทศเริ่มใช้กังหันลมเพื่อสูบน้ำในปี ค.ศ. 1800 ชาวอเมริกันได้เข้าใจถึงประโยชน์ของพลังงานลม วิกฤตการณ์พลังงานในช่วงทศวรรษ 1970 เน้นย้ำถึงความสำคัญของพลังงานลมในฐานะที่เป็นแหล่งพลังงานราคาถูก สะอาด และหมุนเวียนกลับมาใช้ใหม่ได้ และพระราชบัญญัตินโยบายพลังงานปี 1992 ได้ดำเนินการตามขั้นตอนเพื่อส่งเสริมการพัฒนา กังหันลมนั้นเข้าใจได้ไม่ยาก และกำลังมีประสิทธิภาพ ทรงพลัง และแพร่หลายมากขึ้นเรื่อยๆ
ผลิตไฟฟ้าโดยการเหนี่ยวนำ
หลักการเบื้องหลังการผลิตไฟฟ้าในกังหันลมนั้นโดยพื้นฐานแล้วเหมือนกับหลักการที่อยู่เบื้องหลังไฟฟ้าพลังน้ำ เชื้อเพลิงฟอสซิล และแม้แต่พลังงานนิวเคลียร์ หัวใจของกังหันคือขดลวดเหนี่ยวนำแม่เหล็กที่สร้างกระแสสลับเมื่อโรเตอร์แม่เหล็กหมุนไปรอบๆ หรือภายในสเตเตอร์ที่อยู่กับที่ ในกรณีของกังหันลม จะเป็นลมที่จ่ายพลังงานให้หมุนโรเตอร์ ไฟฟ้าที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าผลิตจะเคลื่อนที่ไปตามสายส่งที่เจ้าของกังหันจะใช้โดยตรง หรือเพื่อป้อนกริดเพื่อจำหน่ายให้กับลูกค้าสาธารณูปโภค
ส่วนประกอบของกังหัน
ส่วนประกอบหลักของกังหันลมคือ nacelleซึ่งเป็นที่ตั้งของ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า เช่นเดียวกับชุดของ เกียร์ขับ
. ดิ ใบมีด ติดอยู่กับ เพลา, และนาเซลนั่งอยู่บนยอด a หอคอย ที่สูงที่สุดเท่าที่เป็นไปได้เพื่อให้ใบมีดรับลมได้มากที่สุด นาเซลยังมีบ้าน a ตัวควบคุม ที่ได้รับข้อมูลจาก an เครื่องวัดความเร็วลมซึ่งวัดความเร็วลมและ a ใบพัดซึ่งวัดทิศทางลม ตัวควบคุมสามารถเริ่มและหยุดกังหันรวมทั้งทำการปรับเปลี่ยนเพื่อชดเชยความเร็วลม นาเซลยังมีกลไก เบรค ที่ล็อคใบมีดและ a ไดรฟ์พิทช์ ที่ปรับมุมใบมีดเพื่อลดแรงยกเมื่อลมแรงหน้าที่ของเกียร์
เมื่อลมพัด ตัวควบคุมจะหันหางไปทางด้านหน้า และใบพัดที่มีรูปร่างพิเศษจะเริ่มหมุนอย่างช้าๆ เป็นเรื่องยากที่จะเชื่อในขณะที่สังเกตจากพื้นดินว่าการหมุนช้าเช่นนี้ -- ประมาณ 20 รอบต่อนาที บนหน่วยอุตสาหกรรม -- สามารถผลิตไฟฟ้าได้ แต่เกียร์ภายใน nacelle จะเพิ่มการหมุน ความเร็วของเพลาโรเตอร์เครื่องกำเนิดไฟฟ้าอยู่ระหว่าง 1,200 ถึง 1,800 รอบต่อนาที ซึ่งเพียงพอต่อการสร้าง ไฟฟ้า. ใบมีดหมุนได้เร็วไม่สำคัญ อันที่จริงอาจเป็นอันตรายต่อนกและผู้คนบนพื้นหากหมุนเร็วเกินไป ใบมีดมีความสมดุลอย่างประณีตเพื่อสร้างพลังงานแม้ในลมเบา และไดรฟ์พิทช์และตัวควบคุมจะช้าลงเมื่อลมแรง
การออกแบบที่กำลังพัฒนา
กังหันลมที่อยู่อาศัยขนาดเล็กมักรวมเข้าด้วยกัน แกนแนวตั้ง ระบบใบพัด -- สิ่งเหล่านี้แปลงพลังงานลมเป็นไฟฟ้าโดยใช้หลักการเดียวกับกังหันแกนนอน และสามารถมีขนาดเล็กพอที่จะติดตั้งบนหลังคาของบ้าน การปรับแต่งการออกแบบใบมีดเพื่อให้รับลมได้ดีขึ้นเป็นการพัฒนาที่สำคัญอย่างต่อเนื่องสำหรับกังหันแกนนอนทั้งในภาคอุตสาหกรรมและที่อยู่อาศัย นอกจากนี้ ผู้ผลิตกำลังผลิตใบมีดที่ยาวขึ้นและหอคอยที่สูงขึ้น เพื่อให้กังหันสามารถใช้ประโยชน์จากลมที่เร็วขึ้นที่ระดับความสูงที่สูงขึ้น กังหันส่วนใหญ่ในปัจจุบันมีตัวลดแรงสั่นสะเทือนเพื่อลดเสียงรบกวนและการควบคุมระดับเสียงแบบแอ็คทีฟเพื่อให้แน่ใจว่ากังหันสามารถหมุนต่อไปได้อย่างปลอดภัยและผลิตกระแสไฟฟ้าได้แม้ในลมแรง