Vad är en vindkraftverk?
En vindkraftverk är en stor roterande anordning som omvandlar vindens energi till mekanisk energi. Denna mekaniska energi kan sedan användas för enkla mekaniska uppgifter, såsom att vrida stora hjul för att slipa spannmål, i vilket fall vindturbinen kallas en vindkraftverk. Det kan också användas som en källa för elektrisk energi, antingen för en närliggande applikation, eller efter att den överförts via högspänningsledningar till en central omkopplingsstation, i vilket fall den kallas en vindgenerator.
Vindkraftverket har använts i århundraden i vindkraftform. Många delar av världen använder fortfarande mycket turbiner för att mala spannmål och pumpa vatten. Väderkvarnar gör att människor utan tillgång till elektriska pumpar får vatten från djupt under grundvattennivån, vilket hjälper till att säkerställa tillgång till rent vatten och att skydda mot vattenburna sjukdomar.
Under senare år har vindkraftverket som elektrisk generator börjat användas som en betydande källa för kraftproduktion över hela världen. I den globala flytten från fossil bränsle till mer hållbara energiformer har vindkraft blivit en viktig aktör. Det är relativt överkomligt, kan användas i många olika regioner i världen och kan vara ganska effektivt. Även om det finns vissa miljöhänsyn över vindkraftsgeneratorer, är de i allmänhet mindre, och mer än 120 gigawatt (GW) el produceras över hela världen genom användning av vindkraft.
Turbinerna själva kan delas upp i två distinkta grupper: vindkraftverk med horisontell axel (HAWT) och vindkraftverk med vertikal axel (VAWT). De flesta turbiner som människor är vana med att se är HAWT, baserat på den välbekanta designen av väderkvarnen. Moderna HAWT: er är vanligtvis trebladiga, på toppen av enorma torn för att föra dem till en höjd där vindskjuv är mycket högre.
De flesta HAWT: er styrs av datorer för att automatiskt förvandlas till vinden, för att få ut det mesta av vinden som finns. HAWT: er behöver inte någon form av backspårning, eftersom deras blad alltid rör sig vinkelrätt mot vinden. Som ett resultat genererar de hela tiden de roterar, i motsats till VAWT. Men HAWT: er är oerhört dyra att transportera, eftersom de är enorma, och det är vanligt att 20% av den totala kostnaden spenderas ensam i transport. Dessutom kan deras höjd göra dem estetiskt missnöjda och installationen är en svår, kostsam och tidskrävande process.
En vertikalaxel vindkraftverk (VAWT) å andra sidan har rotatoraxeln sticker rakt upp i luften, med folier som fångar vinden och vrider hela axeln. Den vanligaste typen som ses är Darrieus vindkraftverk, som ser ungefär ut som en stor äggbitar. VAWT kräver mycket mindre höjd och är mycket billigare att transportera och installera och kan producera el med mycket långsammare vindhastigheter än HAWT. Deras totala effektivitet är dock ungefär 50% av HAWT: erna och eftersom de är lägre till marken tenderar de att uppleva mycket lägre vindhastigheter.
Förutom de två huvudtyperna vindkraftverk, som utgör de allra flesta turbiner i världen, finns det ett antal icke-standardkonstruktioner. Dessa tenderar att vara variationer av HAWT eller VAWT, såsom aerogenerator, eller kanaliserad rotorturbin. Även främlingvarianter, såsom vindkraftverk för magnetisk levitation, och luftburen vindturbin har också föreslagits och i vissa fall experimenterats med. De flesta alternativa konstruktioner har emellertid ännu inte sett en bred kommersiell acceptans.