З тих пір, як фермери по всій країні почали використовувати вітрогенератори для перекачування води у 1800-х роках, американці розуміли переваги вітроенергетики. Енергетичні кризи 1970-х підкреслили важливість енергії вітру як дешевого, чистого та відновлюваного джерела енергії, а Закон про енергетичну політику 1992 р. Вжив заходів для активізації її розвитку. Вітрові турбіни не важкі для розуміння, і вони стають все більш ефективними, потужними та всюдисущими.
Виробництво електроенергії індукцією
Принцип виробництва електроенергії у вітрогенераторі в основному такий самий, як і в основі гідроелектростанцій, викопного палива та навіть ядерної енергії. Серцем турбіни є магнітно-індукційна котушка, яка генерує змінний струм, коли намагнічений ротор обертається навколо або всередині нерухомого статора. У випадку з вітряною турбіною це вітер, який постачає енергію для обертання ротора. Електроенергія, яку виробляє генератор, рухається вздовж ліній електропередачі, або для безпосереднього використання власником турбіни, або для введення в мережу для розподілу серед споживачів.
Компоненти турбіни
Основним корпусом вітрогенератора є гондола, в якому знаходиться генератор а також серія ведучі шестерні. леза прикріплені до вал, а гондола сидить на вершині a вежа що максимально високий, щоб леза могли вловлювати максимальну кількість вітру. У гондолі також знаходиться a контролер який отримує дані з анемометр, що вимірює швидкість вітру, та a лопатевий, який вимірює напрямок вітру. Контролер може запускати і зупиняти турбіну, а також здійснювати регулювання для компенсації швидкості вітру. У гондолі також знаходиться механіка гальмо що замикає лопаті і a висотний привід що регулює кут нахилу леза для мінімізації підйому при сильному вітрі.
Функція передач
Коли дме вітер, контролер орієнтує гондолу до неї, і лопаті спеціальної форми починають повільно обертатися. Важко повірити, спостерігаючи з землі, що таке повільне обертання - приблизно 20 об / хв на промислових агрегатах - може виробляти електроенергію, але шестерні всередині гондоли посилюють обертання швидкість вала ротора генератора від 1200 до 1800 об / хв, що є достатнім для генерації електрика. Для лопатей не важливо швидко обертатися - насправді вони представляють небезпеку для птахів і людей на землі, якщо вони обертаються занадто швидко. Лопатки тонко збалансовані, щоб генерувати енергію навіть при слабкому вітрі, а привод та регулятор висоти звуку уповільнюють їх, коли вітер сильний.
Еволюціонуючі зразки
Менші житлові вітрові турбіни часто включають вертикальна вісь лопатеві системи - вони перетворюють енергію вітру в електроенергію за тим же принципом, що і турбіни з горизонтальною віссю, і вони можуть бути досить малими для кріплення на даху будинку. Доопрацювання конструкції лопаток для кращого лову вітру є важливою поточною розробкою як для промислових, так і для житлових турбін з горизонтальною віссю. Крім того, виробники випускають довші лопаті та вищі вежі, щоб турбіни могли скористатися перевагами швидшого вітру на більшій висоті. Більшість турбін тепер мають демпфери вібрації для зменшення шуму та активні регулятори висоти тону, щоб турбіни могли продовжувати безпечно обертатися та виробляти електроенергію навіть при сильному вітрі.