Da quando gli agricoltori di tutto il paese hanno iniziato a utilizzare le turbine eoliche per pompare acqua nel 1800, gli americani hanno compreso i benefici dell'energia eolica. Le crisi energetiche degli anni '70 hanno sottolineato l'importanza dell'energia eolica come fonte di energia a basso costo, pulita e rinnovabile, e l'Energy Policy Act del 1992 ha adottato misure per potenziare il suo sviluppo. Le turbine eoliche non sono difficili da capire e stanno diventando sempre più efficienti, potenti e onnipresenti.

Generare elettricità per induzione

Il principio alla base della generazione di energia in una turbina eolica è fondamentalmente lo stesso come quello dietro l'idroelettrico, i combustibili fossili e persino l'energia nucleare. Il cuore della turbina è una bobina di induzione magnetica che genera corrente alternata mentre un rotore magnetizzato gira intorno o all'interno di uno statore stazionario. Nel caso di una turbina eolica, è il vento che fornisce l'energia per far girare il rotore. L'elettricità che il generatore produce viaggia lungo le linee di trasmissione per essere direttamente utilizzata dal proprietario della turbina o per immettere una griglia per la distribuzione ai clienti delle utenze.

Componenti di una turbina

La principale Il corpo di una turbina eolica è la navicella, che ospita il generatore e una serie di ingranaggi. Le pale sono fissate all'albero e la navicella si trova in cima a una torre che è il più alta possibile per consentire alle pale di catturare la massima quantità di vento. La navicella ospita anche un controller che riceve i dati da un anemometro, che misura la velocità del vento, e una banderuola, che misura la direzione del vento. Il controller può avviare e arrestare la turbina e apportare regolazioni per compensare la velocità del vento. La navicella ospita anche un freno meccanico che blocca le pale e una pece che regola l'angolo della pala per minimizzare l'alzata nei venti forti.

La funzione degli ingranaggi

Quando soffia il vento, il il controller orienta la navicella per affrontarla e le lame dalla forma speciale iniziano a ruotare lentamente. È difficile da credere osservando da terra che una tale rotazione lenta - circa 20 giri /min su unità industriali - può produrre elettricità, ma gli ingranaggi all'interno della navicella aumentano la velocità di rotazione dell'albero del rotore del generatore da 1.200 a 1.800 giri /min. , che è sufficiente per generare elettricità. Non è importante che le lame ruotino rapidamente, in quanto rappresentano un pericolo per gli uccelli e le persone sul terreno se ruotano troppo velocemente. Le pale sono finemente bilanciate per generare potenza anche in caso di vento leggero, mentre il pitch drive e il controller rallentano quando il vento è forte.

Design in evoluzione

Le turbine eoliche residenziali più piccole spesso incorporano sistemi a pale assiali: convertono l'energia eolica in elettricità con lo stesso principio delle turbine ad asse orizzontale e possono essere abbastanza piccoli da poter essere montati sul tetto di una casa. Il perfezionamento del design delle pale per catturare meglio il vento è un importante sviluppo in corso per le turbine industriali e residenziali ad asse orizzontale. Inoltre, i produttori producono pale più lunghe e torri più alte in modo che le turbine possano sfruttare i venti più veloci a quote più elevate. La maggior parte delle turbine include ora antivibranti per ridurre il rumore e i comandi a passo attivo per garantire che le turbine possano continuare a ruotare in sicurezza e generare elettricità anche in caso di vento forte.