風力タービンはどのように動作するのですか?

風力タービンは単純な原理で動作します。風力タービンは、扇風機のように電気を使って風を起こすのではなく、風を使って電気を起こします。風によってタービンのプロペラのようなブレードがローターの周りを回転し、ローターが発電機を回転させ、電気が発生します。

風は、次の 3 つの同時発生現象の組み合わせによって引き起こされる太陽エネルギーの一種です。

1. 太陽が大気を不均一に加熱する
2. 地表の不規則性
3. 地球の自転。

風の流れのパターンと速度それらは米国全体で大きく異なり、水域、植生、地形の違いによって変化します。人間はこの風の流れ、つまり運動エネルギーを、セーリング、凧揚げ、さらには発電など、さまざまな目的に利用します。

「風力エネルギー」と「風力発電」という用語はどちらも、風を利用して機械動力や電気を生成するプロセスを指します。この機械力は特定の作業 (穀物を粉砕したり、水を汲み上げたりするなど) に使用したり、発電機でこの機械力を電気に変換したりできます。

風力タービンは風力エネルギーを変える飛行機の翼やヘリコプターのローターブレードと同様に機能するローターブレードからの空気力学的な力を利用して電気を生成します。風がブレードを横切って流れると、ブレードの片側の空気圧が低下します。ブレードの両側の空気圧の差により、揚力と抗力の両方が発生します。揚力の力は抗力よりも強いため、ローターが回転します。ローターは発電機に直接 (ダイレクト ドライブ タービンの場合)、またはシャフトと一連のギア (ギアボックス) を介して接続されており、これにより回転速度が向上し、物理的に発電機の小型化が可能になります。空気力学的な力を発電機の回転に変換することで電気が発生します。