Hogyan működnek a szélturbinák?

A szélturbinák egyszerű elven működnek: a szélturbinák nem elektromos áramot használnak a szél előállításához – mint egy ventilátor –, hanem a szelet használják fel elektromos áram előállítására. A szél forgatja a turbina propellerszerű lapátjait egy rotor körül, amely egy generátort forgat, ami elektromos áramot termel.

A szél a napenergia egyik formája, amelyet három egyidejű esemény kombinációja hoz létre:

1. A nap egyenetlenül melegíti fel a légkört
2. A Föld felszínének egyenetlenségei
3. A Föld forgása.

Széláramlási minták és sebességeknagymértékben eltérnek az Egyesült Államokban, és a vízfelületek, a növényzet és a terepviszonyok közötti különbségek módosítják őket. Az emberek ezt a széláramlást, vagy mozgási energiát sokféle célra használják: vitorlázásra, sárkányeregetésre, sőt áramtermelésre is.

A „szélenergia” és a „szélerő” kifejezések egyaránt azt a folyamatot írják le, amelynek során a szelet mechanikai energia vagy villamos energia előállítására használják. Ez a mechanikai energia felhasználható meghatározott feladatokra (például gabonaőrlésre vagy vízszivattyúzásra), vagy egy generátor átalakíthatja ezt a mechanikai energiát villamos energiává.

Egy szélturbina szélenergiát termelelektromos árammá alakítja a rotorlapátok aerodinamikai erejét felhasználva, amelyek egy repülőgép szárnyához vagy helikopter rotorlapátjához hasonlóan működnek. Amikor a szél áthalad a lapáton, a lapát egyik oldalán a légnyomás csökken. A lapát két oldalán a légnyomáskülönbség felhajtóerőt és légellenállást is hoz létre. A felhajtóerő nagyobb, mint a légellenállás, és ez okozza a rotor forgását. A rotor közvetlenül (ha közvetlen hajtású turbina), vagy egy tengelyen és egy fogaskerék-sorozaton (sebességváltó) keresztül csatlakozik a generátorhoz, amelyek felgyorsítják a forgást, és fizikailag kisebb generátort tesznek lehetővé. Az aerodinamikai erőnek a generátor forgatására való átültetése elektromos áramot termel.