L'energia del vento proviene dal riscaldamento solare irregolare dell'atmosfera. L'uso del vento per l'energia risale ai primi velieri. A terra, i mulini a vento applicavano il principio delle vele ad un albero rotante, per raccogliere l'energia meccanica del vento per fornire energia meccanica. Piccoli mulini a vento sulle pompe idrauliche delle fattorie, e alcuni sono stati accoppiati a generatori di automobili per generare elettricità nella fattoria prima che fosse costruita la rete di distribuzione elettrica. Ora enormi turbine eoliche forniscono energia per quella griglia.

Come funzionano le turbine eoliche moderne

I componenti di base di una moderna turbina eolica includono le pale del rotore montate su un albero a bassa velocità e un cambio collegare l'albero a bassa velocità a un albero ad alta velocità, che trasforma un generatore. Un freno protegge il sistema dalla velocità eccessiva nei venti oltre 88 chilometri all'ora (55 miglia all'ora). Non c'è una vera turbina. Il sistema si erge su una torre alta con una "imbardata" per controllare la direzione della turbina, come descritto dal Dipartimento dell'Energia. Un anemometro misura la velocità del vento e un controller avvia o arresta il sistema, in base alla velocità del vento misurata.

Come misurare la capacità di generazione

La dimensione delle turbine eoliche varia a seconda dell'applicazione dalle case unifamiliari alle turbine a scala industriale disposte nei parchi eolici. La Wind Energy Foundation spiega come la capacità di generazione varia con la metratura dell'area trascinata dai rotori, dalla velocità del vento e persino dalla densità dell'aria a causa delle variazioni di temperatura e altitudine. L'energia disponibile nel vento aumenta del cubo della velocità - cioè, un aumento duplice della velocità del vento produce otto volte la potenza. La misura più precisa della capacità di una turbina in un dato sito è la "resa specifica" prodotta dalla turbina in un anno.

Considerazioni sulla progettazione per i parchi eolici

La selezione e la progettazione di un parco eolico richiede molti passaggi e considerazioni, come descritto dalla World Wind Energy Association. Innanzitutto arrivano problemi legali come il permesso e quindi problemi del sito come la quantità di vento e la qualità del terreno per supportare le torri della turbina e la prossimità fisica alle reti elettriche esistenti. La terra deve essere affittata e i contratti assicurati per vendere l'energia prodotta dalla struttura. Le relazioni commerciali Bloomberg hanno bloccato la capacità di generazione eolica in Cina, per la mancanza della capacità della rete di accettare l'energia prodotta dalle strutture situate in siti altrimenti promettenti basati sui venti disponibili.

Vantaggi e svantaggi dell'energia eolica

Il principale vantaggio dell'energia eolica è la disponibilità di energia libera dall'aria in movimento, senza creare inquinamento da combustibile in fiamme. Il principale svantaggio è l'inaffidabilità dei venti; quando il vento non soffia, l'investimento nelle turbine non sta dando i suoi frutti e la rete deve funzionare a intermittenza. I sistemi non sulla rete elettrica hanno bisogno di un dispositivo di memorizzazione come una batteria per mantenere la potenza generata quando non c'è abbastanza vento. Il National Geographic riferisce di problemi con le turbine che uccidono la fauna alata e le difficoltà nell'adottare nuovi progetti per risolvere i problemi. Anche il rumore e persino le ombre delle turbine causano problemi.