Innehåll
- Hur moderna vindkraftverk fungerar
- Hur man mäter generationens kapacitet
- Designhänsyn för vindkraftsparker
- Fördelar och nackdelar med vindkraft
Energi i vind kommer från den ojämna soluppvärmningen i atmosfären. Användningen av vind för energi går tillbaka till de tidigaste segelfartygen. På land använde vindkraftverk principen om segel på en roterande axel för att skörda vindens mekaniska energi för att tillhandahålla mekanisk kraft. Små väderkvarnar på gårdar driver vattenpumpar, och några kopplades till bilgeneratorer för att generera el på gården innan det elektriska distributionsnätet byggdes. Nu ger enorma vindkraftverk kraft för det nätet.
Hur moderna vindkraftverk fungerar
De grundläggande komponenterna i en modern vindkraftverk inkluderar rotorbladen monterade på en låghastighetsaxel och en växellåda som ansluter låghastighetsaxeln till en höghastighetsaxel, som vrider en generator. En broms skyddar systemet från alltför hög hastighet i vindar över 88 kilometer per timme (55 miles per timme). Det finns ingen faktisk turbin. Systemet står på ett högt torn med en "gäddrivning" för att kontrollera den riktning som turbinen kommer att vända mot, som beskrivs av energidepartementet. En anemometer mäter vindhastighet, och en styrenhet startar eller stoppar systemet enligt den uppmätta vindhastigheten.
Hur man mäter generationens kapacitet
Storleken på vindkraftverk varierar med tillämpningen, allt från enskilda bostäder till bruksskala turbiner anordnade i vindkraftsparker. Wind Energy Foundation förklarar hur genereringskapaciteten varierar med kvadratmaterialet på det område som sopas av rotorerna, med vindhastigheter och till och med lufttätheten på grund av variationer i temperatur och höjd. Den tillgängliga energin i vinden ökar med kuben för hastigheten - det vill säga en tvåfaldig ökning av vindhastigheten ger åtta gånger kraften. Det mest exakta måttet på en turbinkapacitet på en viss plats är det "specifika utbytet" som produceras av turbinen under ett år.
Designhänsyn för vindkraftsparker
Att välja och designa en vindkraftpark kräver många steg och överväganden, som beskrivs av World Wind Energy Association. Först kommer juridiska frågor som tillåter och sedan platsfrågor som vindmängden och markens kvalitet för att stödja turbontornen och fysisk närhet till befintliga elnät. Mark måste hyras och kontrakt säkras för att sälja den kraft som produceras av anläggningen. Bloomberg Business rapporterar tomgång vindproduktionskapacitet i Kina, på grund av brist på nätens förmåga att acceptera den kraft som produceras av anläggningarna som ligger på annars lovande platser baserat på tillgängliga vindar.
Fördelar och nackdelar med vindkraft
Den främsta fördelen med vindkraft är tillgången på fri energi från rörlig luft utan att skapa förorening från brinnande bränsle. Den största nackdelen är vindens opålitlighet; när vinden inte blåser, är investeringarna i turbiner inte lönande och nätet måste arbeta runt en intermittent strömförsörjning. System som inte är på elnätet behöver en lagringsenhet som ett batteri för att hålla genererad kraft när det inte finns tillräckligt med vind. National Geographic rapporterar om problem med turbiner som dödar det vingade djurlivet och svårigheterna med att anta nya mönster för att fixa problemen. Buller och till och med skuggor från turbinerna orsakar också problem.