Energie in wind komt van de ongelijke zonneverwarming van de atmosfeer. Het gebruik van wind voor energie gaat terug tot de vroegste zeilschepen. Aan land pasten windmolens het principe van zeilen toe op een roterende as om de mechanische energie van wind te oogsten voor het leveren van mechanisch vermogen. Kleine windmolens op boerderijen droegen waterpompen en sommige werden gekoppeld aan auto-generatoren om elektriciteit op de boerderij te genereren voordat het elektriciteitsnetwerk werd gebouwd. Nu leveren enorme windturbines stroom voor dat net.

Hoe moderne windturbines werken

De basiscomponenten van een moderne windturbine zijn de rotorbladen die op een lage snelheidsschacht zijn gemonteerd en een versnellingsbak het verbinden van de lage snelheidsas met een hogesnelheidsschacht, die een generator draait. Een rem beschermt het systeem tegen te hoge snelheden bij windsnelheden boven 88 kilometer per uur (55 mijl per uur). Er is geen echte turbine. Het systeem staat op een hoge toren met een "gieraandrijving" om de richting van de turbine te regelen, zoals beschreven door het ministerie van Energie. Een windmeter meet de windsnelheid en een controller start of stopt het systeem op basis van de gemeten windsnelheid.

Generatiecapaciteit meten

De grootte van windturbines varieert afhankelijk van de toepassing, variërend van van eengezinswoningen tot turbines op ware grootte, opgesteld in windparken. De Wind Energy Foundation legt uit hoe de opwekkingscapaciteit varieert met de vierkante meters van het gebied dat door de rotoren wordt geveegd, door windsnelheden en zelfs door de dichtheid van de lucht als gevolg van variaties in temperatuur en hoogte. De beschikbare energie in wind neemt toe met de kubus van de snelheid - dat wil zeggen, een tweevoudige toename in windsnelheid levert acht keer zoveel kracht op. De nauwkeurigste maatstaf voor de capaciteit van een turbine op een bepaald terrein is de 'specifieke opbrengst' die de turbine in een jaar produceert.

Ontwerpoverwegingen voor windparken

Het selecteren en ontwerpen van een windpark vereist veel stappen en overwegingen, zoals beschreven door de World Wind Energy Association. Eerst komen juridische kwesties zoals toestemmen en dan sitekwesties zoals de hoeveelheid wind en de kwaliteit van de grond om de turbinetorens te ondersteunen en de fysieke nabijheid tot bestaande elektriciteitsnetten. Grond moet worden verhuurd en contracten worden afgesloten om de door de faciliteit geproduceerde stroom te verkopen. Bloomberg Business rapporteert een idled windgeneratiecapaciteit in China, vanwege het gebrek aan vermogen van het netwerk om de stroom te accepteren die wordt geproduceerd door de faciliteiten in anderszins veelbelovende sites op basis van beschikbare winden.

Voordelen en nadelen van windenergie

Het belangrijkste voordeel van windenergie is de beschikbaarheid van vrije energie uit bewegende lucht, zonder vervuiling door brandende brandstof te veroorzaken. Het grootste nadeel is de onbetrouwbaarheid van de wind; wanneer de wind niet waait, betaalt de investering in turbines niet en moet het net rond een intermitterende stroomvoorziening werken. Systemen die niet op het elektriciteitsnet staan, hebben een opslagapparaat zoals een batterij nodig om opgewekte energie te houden wanneer er onvoldoende wind is. National Geographic rapporteert over problemen met turbines die gevleugeld wild doden en de moeilijkheden bij het adopteren van nieuwe ontwerpen om de problemen op te lossen. Geluid en zelfs schaduwen van de turbines veroorzaken ook problemen.