Tuuliturbiinit toimivat yksinkertaisella periaatteella: sähkön sijaan – kuten tuuletin – tuuliturbiinit käyttävät tuulta sähkön tuottamiseen. Tuuli pyörittää turbiinin potkurin kaltaisia lapoja roottorin ympäri, joka pyörittää generaattoria, joka tuottaa sähköä.
Tuuli on aurinkoenergian muoto, joka syntyy kolmen samanaikaisen tapahtuman yhdistelmästä:
- Aurinko lämmittää ilmakehää epätasaisesti
- Maan pinnan epäsäännöllisyydet
- Maan pyöriminen.
Tuulen virtausmallit ja nopeudetvaihtelevat suuresti Yhdysvalloissa, ja niitä muokkaavat vesistöt, kasvillisuus ja maaston erot. Ihmiset käyttävät tätä tuulen virtausta eli liike-energiaa moniin tarkoituksiin: purjehtimiseen, leijan lennättämiseen ja jopa sähkön tuottamiseen.
Termit ”tuulienergia” ja ”tuulivoima” kuvaavat molemmat prosessia, jossa tuulta käytetään mekaanisen voiman tai sähkön tuottamiseen. Tätä mekaanista voimaa voidaan käyttää tiettyihin tehtäviin (kuten viljan jauhamiseen tai veden pumppaamiseen) tai generaattori voi muuntaa tämän mekaanisen voiman sähköksi.
Tuuliturbiini tuottaa tuulienergiaasähköksi roottorin lapojen aerodynaamisen voiman avulla, jotka toimivat kuten lentokoneen siipi tai helikopterin roottorin lapa. Kun tuuli virtaa lavan poikki, ilmanpaine lavan toisella puolella pienenee. Ilmanpaine-ero lavan kahdella puolella luo sekä nosto- että vastusvoiman. Nostovoima on suurempi kuin vastusvoima, ja tämä saa roottorin pyörimään. Roottori on yhteydessä generaattoriin joko suoraan (jos kyseessä on suoravetoinen turbiini) tai akselin ja hammaspyöräsarjan (vaihteiston) kautta, jotka nopeuttavat pyörimistä ja mahdollistavat fyysisesti pienemmän generaattorin. Tämä aerodynaamisen voiman muuntaminen generaattorin pyörimiseksi tuottaa sähköä.
Tuuliturbiineja voidaan rakentaa maalle tai merelle suuriin vesistöihin, kuten valtameriin ja järviin. Yhdysvaltain energiaministeriö on tällä hetkellärahoitushankkeethelpottaakseen merituulivoiman käyttöönottoa Yhdysvaltain vesillä.
Julkaisun aika: 14.7.2023