Depuis que les agriculteurs du pays ont commencé à utiliser des éoliennes pour pomper l'eau dans les années 1800, les Américains ont compris les avantages de l'énergie éolienne. Les crises énergétiques des années 1970 ont souligné l'importance de l'énergie éolienne comme source d'énergie bon marché, propre et renouvelable, et la loi de 1992 sur la politique énergétique a pris des mesures pour stimuler son développement. Les éoliennes ne sont pas difficiles à comprendre et deviennent de plus en plus efficaces, puissantes et omniprésentes.
Générer de l'électricité par induction
Le principe de la production d'électricité dans une éolienne est fondamentalement le même comme cela derrière l'énergie hydroélectrique, les combustibles fossiles et même l'énergie nucléaire. Le cœur de la turbine est une bobine d'induction magnétique qui génère un courant alternatif lorsqu'un rotor magnétisé tourne autour ou à l'intérieur d'un stator fixe. Dans le cas d'une éolienne, c'est le vent qui fournit l'énergie pour faire tourner le rotor. L'électricité que le générateur produit circule le long des lignes de transmission pour être utilisée directement par le propriétaire de la turbine, ou pour entrer dans un réseau pour distribution aux clients des services publics.
Composants d'une turbine
Les principaux le corps d'une éolienne est la nacelle, qui abrite le générateur ainsi qu'une série d'engrenages d'entraînement. Les lames sont attachées à l'arbre, et la nacelle se trouve au sommet d'une tour qui est aussi grande que possible pour permettre aux pales d'attraper le maximum de vent. La nacelle abrite également un contrôleur qui reçoit des données d'un anémomètre, qui mesure la vitesse du vent, et une girouette, qui mesure la direction du vent. Le contrôleur peut démarrer et arrêter la turbine ainsi que faire des ajustements pour compenser la vitesse du vent. La nacelle abrite également un frein mécanique qui bloque les pales et un entraînement de pitch qui ajuste l'angle de la pale pour minimiser l'ascension dans les vents violents.
La fonction des engrenages
Quand le vent souffle, le le contrôleur oriente la nacelle pour lui faire face, et les lames de forme spéciale commencent à tourner lentement. Difficile à croire en observant au sol qu'une rotation aussi lente - environ 20 tr /min sur les unités industrielles - peut produire de l'électricité, mais que les engrenages à l'intérieur de la nacelle augmentent la vitesse de rotation de l'arbre du rotor entre 1 200 et 1 800 tr /min. , ce qui est suffisant pour générer de l'électricité. Il n'est pas important que les lames tournent rapidement - en fait, elles constituent un danger pour les oiseaux et les personnes au sol si elles tournent trop vite. Les pales sont finement équilibrées pour générer de la puissance même dans les vents faibles, et la conduite et le contrôleur de vitesse les ralentissent lorsque le vent est fort.
Les conceptions évolutives
Les petites éoliennes résidentielles intègrent souvent verticalement Les systèmes de lames d'axe - ceux-ci convertissent l'énergie éolienne en électricité par le même principe que les turbines à axe horizontal, et ils peuvent être assez petits pour monter sur le toit d'une maison. Le raffinement de la conception des pales pour mieux capter le vent est un développement important en cours pour les turbines industrielles et résidentielles à axe horizontal. De plus, les fabricants produisent des pales plus longues et des pylônes plus hauts pour que les éoliennes puissent profiter des vents plus rapides à des altitudes plus élevées. La plupart des turbines incluent maintenant des amortisseurs de vibrations pour réduire le bruit et des contrôles de tangage actifs pour s'assurer que les turbines peuvent continuer à tourner en toute sécurité et produire de l'électricité même par grands vents.
