Originariamente, mulini a vento sono stati collegati ad una serie di ingranaggi che trasferito l'energia del vento in enormi macine per polverizzare i chicchi in farina e altri prodotti. Turbine eoliche moderne convertono energia meccanica del vento in energia elettrica attraverso l'uso di magneti, induttori e corrente alternata.
Profilo alare
Secondo il principio di Bernoulli, aria che si muove a una velocità superiore ha una pressione inferiore aria che si muove a una velocità inferiore. Parti meccaniche come le ali degli aeroplani, eliche e pale di mulino a vento presentano un design a sezione trasversale, conosciuto come un "profilo". Quando l'aria passa intorno a questa forma, la curva della superficie superiore costringe l'aria a muoversi ad una velocità più veloce rispetto l'aria in movimento lungo la superficie inferiore. Di conseguenza, una maggiore pressione dell'aria viene esercitata sulla superficie inferiore, creazione di forza verso l'alto o "sollevare". Quando il vento soffia in un generatore eolico, i profili alari convertono forza del vento in ascensore, che ruota un asse massiccio.
Mulino a vento lama Design
Attualmente esistono due tipi di progetti di generatore di potenza eolica: asse verticale "ciclone" modelli e modelli di orizzontale-asse "elica". Anche se i disegni di elica hanno minore efficienza rispetto a quelle ad asse verticale, sono in genere meno costose da costruire e mantenere. Pertanto, parchi eolici di cinque o più generatori in genere utilizzerà unità dell'elica. Indipendentemente dal progetto, l'obiettivo finale di meccanica è la stessa: conversione di forza lineare del vento in forza di rotazione applicata intorno ad un asse singolo.
Trasformare l'energia meccanica in energia elettrica
Per una bobina di filo esposta ad un campo magnetico, cambiamenti nella forza e nella polarità di tale campo causerà corrente elettrica indotta all'interno del filo ha detto. Se prendete una permanente forte barra magnetica (ad esempio, neodimio, samario-cobalto, alnico), montarlo perpendicolarmente all'estremità di un asse e posizionare una bobina di legare un punto stazionario vicino a un'estremità del magnete, l'asse di rotazione cambierà l'orientamento del campo magnetico rispetto alla bobina. Dal punto di vista della bobina, tuttavia, il campo verrà visualizzato essere in evoluzione, inducendo così la corrente elettrica. Quindi, l'energia meccanica necessaria per ruotare l'asse dà luogo ad energia elettrica entro il filo.
Il programma di installazione di elettro-meccanico di una turbina eolica
Il design interno della turbina del generatore di energia eolica prende questo meccanismo di base e si basa su di esso notevolmente. In primo luogo, l'asse di rotazione principale è collegato a un gruppo di ingranaggi, che ruota un altro asse ad un tasso più veloce. Il magnete permanente (letteralmente, "rotore") è montato su questo secondo asse. Il rotore giri liberamente all'interno di un tubo (letteralmente, "statore") rivestito con diverse coppie di bobine di rame lunghi, densamente-ferita.
Campo del rotore passa attraverso ogni bobina, la grandezza della corrente che induce a ogni rivoluzione segue una curva sinusoidale. Tuttavia, poiché più avvolgimenti separati vengono disposte intorno alla circonferenza dello statore, la corrente indotta di netto che scorre dal generatore appare come una serie di collegato, rimbalzando picchi.
Limitazioni
Sebbene l'energia eolica è una fonte di energia elettrica "rinnovabile", presenta gli ingegneri con un numero di limitazioni significative. In primo luogo, c'è un fattore di affidabilità. Primavera e in autunno può produrre soprattutto tempo ventoso, ma immagazzinare questa energia tra stagioni può essere molto costoso. In secondo luogo, le aree geografiche con la maggiore densità di energia di vento sono spesso lontano dalle zone di maggior consumo di energia (cioè, città), che richiede la costruzione di linee di trasmissione di potenza nuovi (e costosi), stazioni di trasformazione e altre infrastrutture energetiche.