Come funzionano le turbine eoliche?
Le turbine eoliche convertono l'energia del vento in elettricità. Ci sono due componenti di base in una turbina eolica: pale che vengono mosse dal vento, ingranaggi meccanici e generatore di elettricità. Mentre il vento muove le pale della turbina, l'albero del rotore muove gli ingranaggi all'interno del cambio. Questo movimento crea energia, che viene catturata dal generatore di elettricità e aggiunta alla rete elettrica. Esistono due tipi di turbine eoliche: asse orizzontale e asse verticale.
Una turbina eolica ad asse orizzontale (HAWT) è molto simile a un mulino a vento in apparenza. Il generatore elettrico e l'albero del rotore principale si trovano nella parte superiore della torre. I sensori e i servomotori del vento vengono spesso utilizzati per allineare automaticamente le turbine eoliche alla direzione del vento prevalente. Il cambio converte la grande, lenta rotazione nella velocità di rotazione necessaria per generare elettricità.
Le pale delle turbine eoliche sono molto rigide e realizzate con una combinazione di plastica dura e metalli leggeri. Le pale sono installate di fronte alla torre e di solito sono rivolte verso l'alto. Questo viene fatto per impedire che le pale vengano ricondotte nella torre e per accogliere le forze di turbolenza
Di solito ci sono tre pale su una turbina eolica. Sono lunghi da 20 a 40 metri tra 65 e 130 piedi e leggermente colorati. In caso di elevate velocità del vento, tutte le turbine eoliche hanno una funzione di spegnimento. Questa funzione viene utilizzata per evitare danni all'apparecchiatura della turbina eolica.
Una turbina eolica ad asse verticale (VAWT) differisce leggermente dalla HAWT. In questo modello, il generatore e il cambio si trovano a terra, alla base della turbina. Questo spostamento consente una maggiore flessibilità ed elimina la necessità di puntare la turbina direttamente nel vento. La posizione delle attrezzature meccaniche nella parte inferiore della turbina le rende più accessibili per le riparazioni e la manutenzione.
I VAWT sono generalmente installati a terra o sul tetto di un edificio. La velocità del vento a questa altezza è generalmente più lenta e quindi genera meno energia. Una possibile soluzione è creare un asse molto lungo, che richiede risorse e materiali significativi.
Le unità montate sul tetto raccolgono il vento che è stato reindirizzato sul tetto dalla forma dell'edificio. Questa funzione può aumentare significativamente la velocità del vento. Una turbina da tetto dovrebbe essere installata in modo tale che le pale siano almeno la metà dell'altezza dell'edificio rispetto al tetto. Questa è la distanza ideale per catturare la maggior parte dell'energia eolica.