Jak działają turbiny wiatrowe?

Turbiny wiatrowe działają na prostej zasadzie: zamiast używać elektryczności do wytwarzania wiatru — jak wentylator — turbiny wiatrowe wykorzystują wiatr do wytwarzania elektryczności. Wiatr obraca przypominające śmigła łopatki turbiny wokół wirnika, który obraca generator, który wytwarza elektryczność.

Wiatr to forma energii słonecznej powstająca w wyniku połączenia trzech równoczesnych zdarzeń:

1. Słońce nierównomiernie ogrzewa atmosferę
2. Nierówności powierzchni Ziemi
3. Obrót Ziemi.

Wzory i prędkości przepływu wiatruróżnią się znacznie w Stanach Zjednoczonych i są modyfikowane przez zbiorniki wodne, roślinność i różnice w terenie. Ludzie wykorzystują ten przepływ wiatru lub energię ruchu do wielu celów: żeglowania, latania latawcem, a nawet wytwarzania energii elektrycznej.

Terminy „energia wiatrowa” i „moc wiatru” opisują proces, w którym wiatr jest wykorzystywany do generowania mocy mechanicznej lub elektryczności. Ta moc mechaniczna może być wykorzystywana do określonych zadań (takich jak mielenie ziarna lub pompowanie wody) lub generator może przekształcać tę moc mechaniczną w elektryczność.

Turbina wiatrowa wytwarza energię wiatruw energię elektryczną przy użyciu siły aerodynamicznej z łopat wirnika, które działają jak skrzydło samolotu lub łopata wirnika śmigłowca. Gdy wiatr przepływa przez łopatę, ciśnienie powietrza po jednej stronie łopaty maleje. Różnica ciśnienia powietrza po obu stronach łopaty tworzy zarówno siłę nośną, jak i opór. Siła nośna jest większa niż opór, co powoduje obrót wirnika. Wirnik łączy się z generatorem, albo bezpośrednio (jeśli jest to turbina z napędem bezpośrednim), albo za pośrednictwem wału i szeregu kół zębatych (przekładni), które przyspieszają obrót i umożliwiają fizycznie mniejszy generator. To przełożenie siły aerodynamicznej na obrót generatora wytwarza energię elektryczną.