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風のエネルギーは、大気の不均一な太陽熱から発生します。エネルギーへの風の使用は、最も初期の帆船に遡ります。陸上では、風車は帆の原理を回転軸に適用して、機械的動力を提供するための風の機械的エネルギーを収集しました。農場の小さな風車は水ポンプに動力を与え、配電網が建設される前に農場で電気を生成するためにいくつかは自動車発電機に連結されました。現在、巨大な風力タービンがそのグリッドに電力を供給しています。
現代の風力タービンの仕組み
最新の風力タービンの基本コンポーネントには、低速シャフトに取り付けられたローターブレード、および低速シャフトを発電機を回転させる高速シャフトに接続するギアボックスが含まれます。ブレーキは、時速88キロメートル（時速55マイル）を超える風の速度からシステムを保護します。実際のタービンはありません。このシステムは、エネルギー省が説明するように、タービンが向く方向を制御する「ヨードライブ」を備えた高い塔の上にあります。風速計は風速を測定し、コントローラーは測定された風速に応じてシステムを起動または停止します。
発電能力の測定方法
風力タービンのサイズは、単一の住宅から風力発電所に配置されたユーティリティ規模のタービンまで、用途によって異なります。 Wind Energy Foundationは、ローターによって掃引される面積の面積、風速、温度や高度の変動による空気の密度によっても、発電能力がどのように変化するかを説明しています。風で利用可能なエネルギーは、速度の3倍だけ増加します。つまり、風速が2倍に増加すると、電力は8倍になります。特定のサイトでのタービン能力の最も正確な測定値は、1年でタービンによって生成される「比収量」です。
風力発電所の設計上の考慮事項
風力発電所の選択と設計には、世界風力エネルギー協会が説明しているように、多くの手順と考慮事項が必要です。最初に許可などの法的問題が発生し、次に風の量や地面の品質などのサイトの問題がタービンタワーと既存の送電網への物理的な近接をサポートします。土地をリースし、施設で生産された電力を販売する契約を確保する必要があります。ブルームバーグビジネスは、利用可能な風に基づいて他の有望なサイトにある施設で生産された電力を受け入れるためのグリッド能力が不足しているため、中国のアイドル状態の風力発電能力を報告しています。
風力エネルギーの長所と短所
風力発電の主な利点は、燃料の燃焼による汚染を引き起こすことなく、移動する空気から自由エネルギーを利用できることです。主な欠点は、風の不確実性です。風が吹かない場合、タービンへの投資は報われず、グリッドは断続的な電力供給を回避する必要があります。電力グリッドにないシステムには、十分な風がないときに生成された電力を保持するためのバッテリーなどのストレージデバイスが必要です。ナショナルジオグラフィックは、翼のある野生生物を殺すタービンの問題と、問題を解決するために新しい設計を採用することの難しさについて報告しています。タービンからの騒音や影も問題を引き起こします。