풍력 터빈은 어떻게 작동하나요?

수천 년 동안 인간은 바람의 힘을 활용해 왔습니다. 바람은 이집트인의 배에 연료를 공급하고, 바빌로니아인의 관개 시설에 연료를 공급하고, 페르시아인의 곡물을 갈아주는 풍차에 연료를 공급했습니다. 오늘날 현대식 풍력 터빈은 풍력 효율을 더욱 향상시켰습니다. 이제 풍력 에너지는 도시와 가정에서 깨끗하고 사용 가능한 전기로 직접 변환될 수 있습니다.

바람은 어디서 오는가? 태양이 지구를 향해 태양 복사를 비출 때, 서로 다른 지역이 서로 다른 속도로 가열됩니다. 더 많은 열을 흡수하는 지역에서는 뜨거운 공기가 상승하기 시작합니다. 이로 인해 낮은 압력 차이가 발생하고 차가운 공기가 유입되어 채워집니다. 그게 바람이에요!

돌풍이 시속 약 7~11마일에 도달하면 풍력 터빈의 로터가 바람의 운동 에너지를 포착할 수 있습니다. 로터에는 일반적으로 평균 미식축구 경기장 너비와 비슷한 세 개의 대형 블레이드가 있습니다. 풍력 터빈 블레이드는 돛처럼 밀리지 않고 비행기 날개처럼 작동합니다. 그 모양은 공기가 그 위와 아래에서 서로 다른 속도로 흐르는 것과 같습니다. 결과적으로 양쪽에 압력 차이가 생겨 블레이드가 낮은 압력 영역을 향해 “들어 올려” 로터가 회전하기 시작합니다.

운동에너지가 기계적 에너지로 변환되었습니다. 그러나 또 다른 변화가 필요합니다. 기계적 에너지를 전기 에너지, 즉 전기로 어떻게 변환합니까?

핵심은 전자기 유도의 특성을 활용한 발전기다. 풍력 터빈에서 로터는 샤프트에 연결되어 있으며, 샤프트는 자석과 와이어 코일의 조합으로 만들어진 발전기에 전력을 공급합니다.

로터가 샤프트를 회전시키면 샤프트가 자석 어셈블리를 회전시킵니다. 이는 와이어 코일에 전압을 생성합니다. 전압, 즉 전하의 차이가 전류를 구동합니다. 결과적으로 발전기에서 전류가 나옵니다. 그런 다음 전력은 전력선을 통해 분배될 수 있습니다.

육지와 바다 모두에 터빈이 있는 풍력 발전은 이제 미국에서 가장 큰 재생 에너지원입니다. 태양이 계속 빛나고 바람이 계속 부는 한 우리는 전력망에 계속 전력을 공급할 수 있습니다.