Енергія вітру походить від нерівномірного сонячного нагрівання атмосфери. Використання вітру для енергії сягає найдавніших вітрильних кораблів. На суші вітряки застосовували принцип вітрил до поворотного валу, щоб збирати механічну енергію вітру для забезпечення механічної сили. Невеликі вітряки на фермах живлять водяні насоси, а деякі з них підключаються до автомобільних генераторів для виробництва електроенергії на фермі до того, як була побудована електророзподільна мережа. Зараз величезні вітрові турбіни забезпечують живлення цієї мережі.
Як працюють сучасні вітрогенератори
Основні компоненти сучасної вітрогенератора включають лопаті ротора, встановлені на низькошвидкісному валу, і редуктор, що з'єднує низькошвидкісний вал з високошвидкісним валом, який обертає генератор. Гальмо захищає систему від надмірної швидкості при вітрі понад 88 кілометрів на годину (55 миль на годину). Фактичної турбіни немає. Система стоїть на високій вежі з "гойдалка"для управління напрямком, на який буде спрямована турбіна, як описано в Департаменті енергетики. Анемометр вимірює швидкість вітру, а контролер запускає або зупиняє систему відповідно до виміряної швидкості вітру.
Як виміряти виробничу потужність
Розмір вітряних турбін варіюється залежно від сфери застосування, починаючи від одиночних будинків і закінчуючи побутовими турбінами, розміщеними у вітрових електростанціях. Фонд Вітрової Енергії пояснює, як генеруюча потужність змінюється залежно від квадратних метрів площі, що розміщується роторами, швидкістю вітру і навіть щільністю повітря внаслідок коливань температури і висота. Енергія, доступна у вітрі, зростає на куб швидкості - тобто двократне збільшення швидкості вітру дає вісім разів більше потужності. Найбільш точним показником потужності турбіни на даній ділянці є "питомий вихід", який турбіна виробляє за рік.
Міркування щодо проектування вітрових електростанцій
Вибір та проектування вітроелектростанції вимагає багатьох етапів та міркувань, як описано Всесвітньою асоціацією вітроенергетики. Спочатку виникають такі юридичні проблеми, як дозволи, а потім такі місця, як кількість вітру та якість землі для підтримки веж турбіни та фізична близькість до існуючих електромереж. Земля повинна здаватися в оренду та забезпечуватися контрактами на продаж електроенергії, виробленої об’єктом. Звіти Bloomberg Business потужність генерації вітру на холостому ходу у Китаї через відсутність здатності електромережі приймати потужність, вироблену спорудами, розташованими на перспективних ділянках на основі наявних вітрів.
Переваги та недоліки енергії вітру
Головною перевагою енергії вітру є наявність вільної енергії від повітря, що рухається, не створюючи забруднення при спалюванні палива. Головний недолік - ненадійність вітрів; коли вітер не дме, інвестиції в турбіни не окупаються, і мережа повинна працювати навколо періодичного живлення. Системи, що не входять в електромережу, потребують запам'ятовуючого пристрою, такого як акумулятор, щоб утримувати генеровану енергію, коли не вистачає вітру. National Geographic повідомляє про проблеми з турбіни, що вбивають крилату дику природута труднощі з прийняттям нових конструкцій для усунення проблем. Шум і навіть тіні від турбін також викликають проблеми.