Med stigande energikostnader och allt allvarligare miljöproblem har sökandet efter billiga, rena och förnybara energikällor blivit en viktig industri. Vindenergi har länge betraktats som en lovande förnybar energikälla, men de största framstegen har gjorts under de senaste tjugo åren. Redan år 2001 hade över 2 000 megawatt vindkraftskapacitet byggts ut i USA, och den kapaciteten fortsätter att växa än idag.
Vindturbiner fungerar som en fläkt – fast i omvänd ordning. Istället för att använda el för att skapa vind, som en vanlig fläkt gör, används vinden för att snurra runt turbinblad och på så vis skapa el. Eftersom vind uppstår när solen värmer atmosfären är vind i grunden en form av solenergi – vindenergi är alltså i praktiken också solenergi. Turbinerna utnyttjar denna energi genom att låta vindens kraft vrida runt en central axel.
För att fånga vindenergin monteras en turbin på en hög mast. Turbinen är via växlar kopplad till en axel, som i sin tur driver en generator. När vinden trycker mot turbinbladen börjar de rotera. Rörelsen överförs till axeln, som får generatorn att producera elektrisk energi. I detta system används två huvudtyper av turbiner.
Den vanligaste typen är den horisontella turbinen, som mest liknar en traditionell fläkt eller propeller med blad monterade horisontellt kring en central axel. Den andra typen är den vertikala turbinen, vars blad är monterade i serie eller parallellt runt en central axel. Dessa blad fungerar enligt samma principer som en flygplansvinge: när vinden passerar över dem skapas ett lyft. Lyftet omvandlas till kraft som får bladen och axeln de sitter fast på att snurra. Axeln är kopplad till en drivaxel, och resten av processen är densamma som hos en horisontell turbin. Vertikala turbiner är dock betydligt mindre effektiva och lämpar sig bättre för att skapa mekanisk kraft än för elproduktion.
Vinden blåser inte med konstant styrka, vilket innebär att vindturbiner inte kan leverera en jämn elförsörjning. För att öka effektiviteten och praktiska användbarheten måste därför energin antingen användas direkt eller lagras för senare bruk. I storskaliga vindparker, där många turbiner är uppställda i rad för att producera stora mängder el, skickas energin direkt ut i det vanliga elnätet som försörjer området runt omkring. Vid mindre installationer, exempelvis en enskild hushållsvindturbin, används energin för att driva hemmet samtidigt som batterier laddas – batterierna täcker då behovet under perioder när vinden är för svag för att räcka till.
Vindturbiner släpper inte ut några föroreningar och använder inga icke-förnybara energikällor för att producera el. Effektiviteten avgörs istället av hur väl turbinen omvandlar vindenergi till elektricitet, vilket i sin tur beror på turbinens storlek, bladens dimensioner, luftens densitet och vindhastigheten. Fysiken sätter dock en övre gräns för hur mycket energi en turbin kan utvinna ur vinden. Enligt Betz lag kan en vindturbin högst utvinna 59 procent av vindens energi – ju närmare denna procentsats en turbin kommer, desto mer effektiv är den.
Hälsa och Sjukdom © https://www.sjukdom.online