Hvordan er Wind omdanne den til elektrisitet?

Opprinnelig vindmøller ble koblet til en rekke tannhjul som overføres vindens energi til massive kvernsteiner til å pulverisere korn til mel og andre produkter. Moderne vindturbiner omdanne vindens mekanisk energi til elektrisk energi ved bruk av magneter, induktorer og vekselstrøm.

airfoil

I henhold til Bernoullis prinsipp, luft beveger seg med en høyere hastighet har et lavere trykk enn luft som beveger seg med en lavere hastighet. Mekaniske deler som flyvinger, propeller, og vindmøllebladene har et tverrsnitts konstruksjon er kjent som en "airfoil". Når luft passerer rundt denne figuren, vil kurven til den øvre overflaten tvinger luften til å bevege seg ved en hurtigere hastighet enn den luft som beveger seg langs den nedre overflate. Som et resultat, er derfor større enn lufttrykket som utøves på bunnflaten, noe som skaper oppadrettede kraft eller «løft». Når vinden blåser inn i en vind generator, de airfoils konvertere vindens kraft inn heis, som roterer en massiv aksel.

Windmill Blade Design

To typer av vindkraft generator design i dag finnes: horisontal-akse "propell" modeller og vertikal-aksen "syklon" modeller. Selv om propell utførelser har lavere effektivitet enn vertikal-akse seg, de er vanligvis mindre kostbare å bygge og vedlikeholde. Derfor vil vindparker på fem eller flere generatorer vanligvis bruker propellanlegg. Uavhengig av design, er den ultimate mekaniske mål det samme: å konvertere vindens lineær kraft til rotasjonskraft påføres rundt en enkelt aksel.

Trans Mekanisk energi til elektrisitet

For en trådspole utsatt for et magnetisk felt, vil endringer i styrken og polariteten av det felt føre elektrisk strøm til å bli indusert inne i nevnte ledning. Hvis man tar en sterk permanent stavmagnet (for eksempel neodym, samarium-kobolt, Alnico), montere den vinkelrett på enden av en aksel og plassere en spole av tråd ved et stasjonært punkt i nærheten av den ene enden av magneten, roterende akselen vil endre orienteringen av det magnetiske felt i forhold til spolen. Fra spolen perspektiv, derimot, vil feltet ser ut til å være i endring, og dermed indusere elektrisk strøm. Derfor gir den mekaniske energien som kreves for å dreie akselen opphav til elektrisk energi i ledningen.

Electro-Mechanical Oppsett av en vindturbin

Den interne utformingen av vindkraft generatoren turbin tar denne grunnleggende mekanisme og bygger på den betraktelig. For det første er den viktigste roterende aksel festet til en drevsammenstillingen, som roterer en annen aksel på en raskere hastighet. Den permanente magnet (bokstavelig, den "rotor") er montert på den andre aksel. Rotoren roterer fritt inne i et rør (bokstavelig talt, den "stator") foret med flere par lange, tett sår kobber spoler.

Som felt rotorens passerer gjennom hver spole, er størrelsen av strømmen induserer med hver omdreining følger en sinusformet kurve. Imidlertid, fordi flere separate spoler er anordnet rundt omkretsen av statoren, netto induserte strøm som flyter fra generatoren ser ut som en rekke sammenhengende, hoppende topper.

begrensninger

Selv om vindkraft er en "fornybar" kilde for elektrisk energi, representerer den ingeniører med en rekke betydelige begrensninger. Først er det en stabilitetsfaktor. Vår og høst kan gi særlig mye vind, men lagring av denne energien mellom sesongene kan være svært dyrt. For det andre, de geografiske områdene med størst vindkraft tetthet er ofte langt fra de områdene som har størst strømforbruk (dvs. byer), som krever bygging av nye (og dyre) kraftlinjer, trafostasjoner og andre energirelatert infrastruktur .