עקרונות ייצור כוח רוח

הפיכת האנרגיה הקינטית של הרוח לאנרגיה קינטית מכנית, ולאחר מכן המרת אנרגיה מכנית לאנרגיה קינטית חשמלית, נקראת ייצור כוח רוח.העיקרון של ייצור כוח רוח הוא להשתמש בכוח הרוח כדי להניע את להבי טחנת רוח להסתובב, ולאחר מכן להגביר את מהירות הסיבוב באמצעות מנוע מאיץ כדי להניע את הגנרטור לייצור חשמל.לפי הטכנולוגיה הנוכחית של טחנות רוח, מהירות רוח עדינה של כשלושה מטרים לשנייה (מידת הרוח העדינה) יכולה להתחיל לייצר חשמל.ייצור אנרגיית רוח מהווה טרנד ברחבי העולם מכיוון שהוא אינו מצריך שימוש בדלק, ואינו מייצר קרינה או זיהום אוויר.

המכשירים הנדרשים לייצור כוח רוח נקראים טורבינות רוח.בדרך כלל ניתן לחלק סוג זה של טורבינת רוח לשלושה חלקים: טורבינת הרוח (כולל הגה הזנב), הגנרטור ומגדל הברזל.(לתחנות כוח רוח גדולות בדרך כלל אין הגאי זנב, ורק לקטנים (כולל דגמים ביתיים) יש בדרך כלל הגאי זנב.)

טורבינת הרוח היא מרכיב חשוב הממיר את האנרגיה הקינטית של הרוח לאנרגיה מכנית, המורכבת משני (או יותר) אימפלרים בצורת מדחף.כאשר הרוח נושבת לכיוון הלהבים, הכוח האווירודינמי שנוצר על הלהבים דוחף את גלגל הרוח להסתובב.החומר של הלהב דורש חוזק גבוה ומשקל קל, וכיום הוא עשוי ברובו מפיברגלס או חומרים מרוכבים אחרים (כגון סיבי פחמן).(יש עדיין כמה טורבינות רוח אנכיות, להבים מסתובבים בצורת S וכו', שיש להם את אותו תפקיד כמו להבי מדחף רגילים.)

בשל מהירות הסיבוב הנמוכה יחסית של טורבינת הרוח והשינויים התכופים בגודל ובכיוון הרוח, מהירות הסיבוב אינה יציבה;לכן, לפני הפעלת הגנרטור, יש צורך לחבר תיבת הילוכים שמגבירה את המהירות למהירות הנקובת של הגנרטור, ולאחר מכן להוסיף מנגנון בקרת מהירות כדי לשמור על מהירות יציבה לפני החיבור לגנרטור.על מנת להשאיר את גלגל הרוח מיושר תמיד עם כיוון הרוח כדי להשיג עוצמה מקסימלית, יש צורך גם להתקין הגה זנב בדומה לשבשבת מזג האוויר מאחורי גלגל הרוח.

מגדל ברזל הוא מבנה התומך בטורבינת הרוח, הגה הזנב והגנרטור.בדרך כלל הוא בנוי גבוה יחסית על מנת לקבל עוצמת רוח גדולה ואחידה יותר, תוך שהוא בעל חוזק מספק.גובהו של מגדל הברזל תלוי בהשפעה של מכשולים קרקעיים על מהירות הרוח ובקוטר טורבינת הרוח, בדרך כלל בטווח של 6 עד 20 מטרים.