Конструкція вітродвигунів.

      Ветродвігатель виробляє енергію, коли вітер тисне на його лопаті.Чим довше лопать, тим більше вітрової енергії вона може перехопити.Точно також, чим більше швидкість вітру, тим більше його тиск на лопаті

і тим більше кількість перехоплюваних енергії.

      Вихід енергії не перебуває в лінійній залежності від довжини лопаті івід швидкості вітру: він росте пропорційно квадрату довжини лопаті і кубушвидкості вітру.

      Звернемо увагу на те, що при швидкості вітру 33 кілометри на годинуподовження лопаті в 4 рази (з 15 до 60 м) збільшує вироблення енергії в 16разів. Зауважимо також, що при довжині лопаті 30 м вітер зі швидкістю 50

кілометрів на годину забезпечує вироблення лектроенергії, в 26 разів більшу,ніж вітер зі швидкістю 17 кілометрів на годину. Саме тому інженерисхиляються на користь великих вітродвигунів і прагнуть перехопити вітерна великій висоті.

      Більшість великих вітродвигунів, що споруджуються зараз чи ужедіючих, розраховано на роботу при швидкостях вітру 17 - 58 кілометрів нагод. Вітер зі швидкістю менше 17 кілометрів на годину дає мало корисноїенергії, а при швидкостях більш 58 кілометрів на годину можливе пошкодженнядвигуна.

      Вітродвигуни не слід розраховувати на перехоплення штормових вітрів.Навіть якщо такий вітер забезпечує одержання набагато більше енергії, ніж

слабкі вітри, він робить настільки сильний тиск на лопаті, що всямашина може бути зруйнована. Крім того, тривалість часу, колидмуть штормові вітри, настільки мала, що внесок штормових вітрів усумарне вироблення енергії незначний, і це робить подібний ризикбезглуздим. Щоб усунути проблему штормових вітрів, лопатівітродвигунів згинають так, щоб вони були злегка повернені в однусторону для зменшення напору вітру; завдяки цьому повні удари сильнихпоривів не ушкоджують пропелер. Ця стара практика відома як«Оперення». Щоб запобігти поломці лопатей, застосовують також новіматеріали, здатні протистояти великим навантаженням.

      Інші проблеми в конструкції вітродвигунів обумовлені простоприродою системи, необхідної для Перехватка енергії вітру. Двигунизазвичай встановлюють на високих вежах, щоб лопаті були відкриті більш

сильним вітрам, що дмуть на великій висоті. Ближче до поверхні будинку,дерева, невеликі пагорби і т. п. Стримують і послабляють вітер. Томупотрібні високі щогли. Однак важке устаткування - пропелер, коробка

передач і генератор - має розміщуватися на верхівці щогли, і це вимагаєміцної конструкції.

      Ще одну проблему використання енергії від вітродвигуна створюєприрода самого вітру. Швидкість вітру варіює в широких межах – відлегкого подиху до могутніх поривів; у зв'язку з цим міняється і число

оборотів генератора за секунду. Для усунення цього перемінний струм,виробляється при обертанні осі, випрямляють, тобто перетворюють упостійний, що йде в одному напрямку. При великих розмірах вітродвигуна

цей постійний струм надходить в електронний перетворювач, якийвиробляє стабільний перемінний струм, придатний для подачі в енергетичнусистему. Невеликі вітродвигуни на кшталт тих, що використовують наізольованих фермах чи на морських островах, подає випрямлений струм увеликі акумуляторний батареї замість перетворювача. Акумуляторнібатареї абсолютно необхідні для запасання електроенергії на періоди,

коли вітер занадто слабкий для вироблення будь-якої енергії.

      Більш важка проблема регулювання всієї системи електростанцій. Такожяк на припливних станцій, тут бувають періоди, коли генераторивиробляють мало енергії чи зовсім її не виробляють. У такий час

необхідно десь збільшити вироблення струму звичайною електростанцією, щобпокрити потребу в ньому.