Hoe werken windturbines?

Windturbines zetten de energie van de wind om in elektriciteit. Er zijn twee basiscomponenten voor een windturbine: bladen die door de wind worden bewogen en de mechanische tandwielen en elektriciteitsgenerator. Terwijl de wind de turbineschoepen beweegt, beweegt de rotoras de tandwielen in de versnellingsbak. Deze beweging creëert energie, die wordt opgevangen door de elektriciteitsgenerator en wordt toegevoegd aan het elektriciteitsnet. Er zijn twee soorten windturbines: horizontale as en verticale as.

Een horizontale as windturbine (HAWT) lijkt qua uiterlijk erg op een windmolen. De elektrische generator en de hoofdrotoras bevinden zich aan de bovenkant van de toren. Windsensoren en servomotoren worden vaak gebruikt om windturbines automatisch uit te lijnen met de richting van de heersende wind. De versnellingsbak zet de grote, langzame rotatie om in de rotatiesnelheid die nodig is om elektriciteit op te wekken.

De bladen van windturbines zijn erg stijf en gemaakt van een combinatie van harde kunststoffen en lichte metalen. De bladen worden vóór de toren geïnstalleerd en zijn meestal met de wind mee gericht. Dit wordt gedaan om te voorkomen dat de messen terug in de toren worden gedwongen en om turbulentiekrachten op te vangen

Er zijn meestal drie bladen op een windturbine. Ze zijn tussen de 65 tot 130 voet (20 tot 40 meter) lang en licht gekleurd. Bij hoge windsnelheden hebben alle windturbines een afsluitfunctie. Deze functie wordt gebruikt om schade aan de uitrusting van de windturbine te voorkomen.

Een verticale as windturbine (VAWT) verschilt enigszins van de HAWT. In dit model bevinden de generator en versnellingsbak zich op de grond, aan de voet van de turbine. Deze verschuiving zorgt voor meer flexibiliteit en maakt het niet nodig om de turbine rechtstreeks in de wind te richten. De locatie van de mechanische apparatuur aan de onderkant van de turbine maakt ze toegankelijker voor reparatie en onderhoud.

VAWT's worden meestal op de grond of op het dak van een gebouw geïnstalleerd. De windsnelheid op deze hoogte is meestal langzamer en genereert daarom minder energie. Een mogelijke oplossing is het creëren van een zeer lange as, waarvoor aanzienlijke middelen en materialen vereist zijn.

Op het dak gemonteerde eenheden nemen wind op die door de vorm van het gebouw over het dak is geleid. Deze functie kan de windsnelheid aanzienlijk verhogen. Een dakturbine moet zo worden geïnstalleerd dat de bladen ten minste de helft van de bouwhoogte van het dak zijn. Dit is de ideale afstand om de meeste windenergie op te vangen.