風車は、ペルシャ（現在のイラン）には早く200紀元前アレクサンドリアのヘロンの風輪で使用された歴史の中でマシンに電力を供給する風の最初の既知のインスタンスのいずれかのマーク。ただし、最初の既知の実用的な風車は、7世紀からシスタン、アフガニスタンとイランの間の領域に建設された。これらの"Panemoneは、"長方形の翼と縦に長いドライブシャフトを持っていたの垂直軸風車であった。リードマットや布材で覆わ六から一二帆の作られて、これらの風車は、トウモロコシを挽くしたり、水を描画を使用した加工、サトウキビ産業で使用されていた。中東を介して急速に普及穀物を研削用風力エネルギーを使用するという概念は、まず風車は、ヨーロッパで登場ずっと前から広まっていた。 [2]

風車は、まずヨーロッパ中世の間に掲載されています。 11または12世紀、イングランド日付で使用するための最初の歴史的記録。風車は- 1190周辺のシリアへのスキルを意思撮影ドイツ十字軍の報告がある。 14世紀では、オランダの風車は、ライン川のデルタの領域を排出して使用されていた。

風力タービンを生成する第一電気は、マリーカーク、スコットランドの彼の別荘を点灯する学問は、スコットランドのジェームズブライスが1887年7月にインストールされてバッテリ充電マシンだった。数ヶ月後、アメリカの発明家チャールズFブラシは、オハイオ州クリーブランドでの電力生産のために最初に自動的に作動風力タービンを建設した。

英国はオークニー諸島で1951年にジョンブラウンアンドカンパニーによって建設された最初のユーティリティグリッド接続の風力タービンが動作する。[3]

どのように生成風ですか？

風力発電は、すべての日から始まります。太陽は土地の特定の領域を加熱すると、その土地の質量の周りの空気が熱の一部を吸収する。一定の温度では、その熱い空気が非常に迅速に熱風の特定のボリュームは、冷たい空気の等量よりも軽量であるため、上昇を開始します。高速は低速で移動する粒子よりもより多くの圧力を与える熱風粒子を移動するので、指定された標高通常の空気の圧力を維持するために、それらの少ないかかります。その軽量熱風が突然上昇すると、冷たい空気は熱い空気が残りますギャップを埋めるために迅速に流れる。ギャップを埋めるために急いでその空気が風です。

どのようにエネルギーが風で製造することができますか？

翼のようなオブジェクトは、風の道で行われている場合、風がブレードに動き、独自のエネルギーの一部を転送して、その上にプッシュします。これは、どのように風力タービンをキャプチャエネルギー風からです。この概念は、ヨット数年前の何千人も採用された。大きな帆に風をとらえてほしいと思います風のエネルギーがその方向に船を推進します。

最も単純な風力発電タービンは、イメージの下に見られる3つの重要な部品で構成されています：

1. ロータブレード - ブレードが風に障壁として機能します。風がブレードが移動する強制的にするには、ロータに、そのエネルギーの一部を譲渡した。近代的なブレードのデザインは、バリア法を超えて、我々は後で詳細にこれを探求する。
   
2. シャフト - 風力タービンの軸は、ロータの中心部に接続されている。ローターが回転する時、シャフトも同様に回転します。この方法では、ロータ転送もう一方の端に発電機を入力軸への機械的回転エネルギー。現代はまた、より高速に、実際の風速を変換するためにギアボックスを組み込むシャフト。
   
3. ジェネレータ - 発電機は、電気の電圧を生成するために、電磁誘導のプロパティを使用しています。電圧が電流を生じさせる力です。これは、電子を使用して、別の1つのポイントからエネルギーを輸送する電流です。だから、実際には、電圧を生成する電流を生成する。単純なジェネレータは、磁石と導体の構成されています。導体は、通常、コイル状の線です。発電機の内部では、シャフトがワイヤのコイルを囲む永久磁石のアセンブリに接続します。電磁誘導では、磁石に囲まれた導体と、相対的に回転しているそれらの部品のいずれかを持っている場合は、導体の電圧誘導する。ロータ軸を回転す​​ると、シャフトがワイヤのコイルの電圧を生成し、磁石のアセンブリを回転させる。その電圧は、配布のための電力線を流れる電流（通常は 交互に交流（AC）電流）を駆動します。

風力エネルギー技術とアプリケーションの近代的な開発が推定600000風車は、水はサービスポンプ電気および農村部を供給し、1930年代でも進められていた。農場や田舎の町として、米国の風力エネルギーの使用にしたら広い規模配電スプレッドは沈降し始めたが、それは1970年代初頭に米国の石油不足後に再び拾い上げた。 1980年代半ばでは、風力タービンは、150 kWの典型的な最大電力定格を持っていた。

現代の風力タービンは、主に2つのデザインを持っている：

1. 垂直軸型風力タービンは（VAWTs）かなりまれである。現在、商業生産には1つだけダリウスタービンです。
   
2. 水平軸風力タービン（HAWTs）

垂直軸風力タービン（VAWT）

ダリウス型は、理論的には同じように風速が一定であればプロペラ型として効率的です実際にはこの効率はほとんど物理のために実現され、ストレス実用的なデザインと風速の変化によって課された制限があります。極端な風の条件からダリウスタービンを保護し、それが自己始動ことでも大きな問題があります。風力タービンのこのデザインは、ジョルジュジャンマリーダリウス、1931年にフランス航空エンジニアが特許を取得した。

ダリウスデザイン（VAWT）の元のバージョンでは、aerofoils、それらが対称であること、およびaerofoilsは、それらが実装されている構造体への相対的な設定されている角度はゼロ談合角を持つように配置されている。

ダリウスは、ロータ回転されている場合、aerofoilsが循環パス内の空気を通って前進​​している。ブレードに相対では、この対向気流が得られた空気は、ブレードへの攻撃（AOA）をさまざまな小さな正の角度を作成するように、風にベクトル的に追加されます。これは、特定の'ラインの- action'アクションに沿って斜め前方を指し正味の力を生成します。この力は、このように、それはローターがしているautogirosに相当する回転が既に空力原則インチ走行している方向に回転に貢献し、軸に正のトルクを与え、一定の距離でタービン軸過去の内側に投影することができます自動回転で、通常のヘリコプター。

どのように多くの人々がフラットに収まることができますか？

翼は対称的であるため談合角がゼロである装置の背面には、その記号を逆に攻撃の変化の角度が、発生力を回避翼移動すると、回転方向の斜めのままです。ローターは通常、多くの倍の速さと、レート風速とは無関係でスピン。トルクと速度から生じるエネルギーを抽出することができる便利な電力に変換された電気ジェネレータを使って。

このメカニズムでは、その周りをブレードを引っ張って接線力が重要であり、軸受に反対して行動半径力です。

従来のタービン（水平軸風車）を介してダリウスタービン（VAWT）の利点 -

1. aerofoilsの配置のため、このタービンは風向は、風に直面して回転させる必要があります従来型（水平軸風車）とは対照的に吹いているに関係なく均等に効果的です。
   
2. ストレスのほとんどは、トルク発生に対するタービンの下部にあるブレードの場合と同様、この構成では、ダリウスの設計は、理論的には以下の従来型よりも高価です。垂直方向のバランスを取る必要がある唯一の力は、圧縮荷重（したがって、塔を"絞る"しようとすると）外側に曲がるのブレードのための半数が送信されま、風が力が全体のタービンを爆破しようとしている底部と他の半分は簡単に男のワイヤと相殺することができる。これとは対照的に、従来の設計は、主軸受が配置されている上部の上に塔をプッシュしようとすると風の力のすべてを持っています。プロペラは上記の両方の、塔の上部に以下のスピンから更に、以下のように簡単に、このような負荷を相殺するために男のワイヤを使用することはできません。この� ��うに従来の設計は、プロペラの大きさと大幅に増加強い塔を必要とします。近代的なデザインは、その変数の速度と可変ピッチの最も塔の負荷を補正することができます。

従来のタービン（水平軸風車）を介してダリウスタービン（VAWT）の欠点 -

1. ときロータ風速は非常に高い、すでにトルクを生成するために回転する必要がありますロータ上昇場合でも、正味の回転力が発生、静止している。このように設計は、通常、自己始動されていません。まれな状況下では、ダリウスのローターは、自己開始、ブレーキのように何らかの形で停止し​​たときに、それを保持するために必要なことができます。
   
2. 各ブレードは、そのサイクル（前面および背面タービンの）上の2つの点で、その最大トルクを発生させるので、攻撃の変化の角度は、タービンは、回転する。これは、設計が複雑に正弦波（パルス）電源の再投入をもたらす。特に、ほぼすべてのダリウスタービンは、ここでは、特定の回転速度で、パルスは彼らが（最終的には）破壊する可能性がブレードの自然周波数に共振モードがあります。このような理由から、ほとんどのダリウス風車は、機械的なブレーキやその他の速度制御装置は、時間のいずれか長い期間、これらの速度で回転からタービンを維持する必要があります。
   
3. 回転機構の質量の大半は周囲ではなく、ハブにあるので、プロペラの場合と同様もう一つの問題は、発生します。これは、遠心強く、重いそれ以外の場合は、それらに耐えられるようにもしなければならない機構上のストレスが非常に高いにつながります。これを最小限に抑えるために一つの一般的なアプローチは、"卵ビーター"の形の翼にカーブすることです。

全体的な比較では、MW級で、大きな機械、特に多くの欠点があり、ダリウスのデザインでいくつかの利点がありますが。ダリウスのデザインは、ブレードのほとんどがあまりにもグランドのいずれかの本当の力を与えるために近くの中に刃がはるかに高価な材料を使用しています。伝統的なデザインは、翼端は、エネルギー生産と寿命を最大化するために最低点で地面から少なくとも40メートルにあることを前提としています。

水平軸風車（水平軸風車）

HAWTsは、塔の上部のメインロータ軸と発電機が風に指摘する必要があります。大規模なタービンは一般的に風がサーボモータと結合センサを使用しながら小型タービンは、簡単な風向計が指摘されている。ほとんどは、複数の電気発電機を駆動するのに適している速く回転にブレードの低速回転

近代的なタービンが最も効果的に風のエネルギーをキャプチャするために洗練された空力の原則を使用しています。風力タービンのローターでの仕事で2つの主要な空力は、風の流れの方向に垂直な行為は、持ち上げている、そして風の流れの方向と平行に作用するドラッグ。

リフトとドラッグ：

タービン翼は、飛行機の翼のように多くの形をしている - 彼らは翼の設計を使用しています。もう一つは比較的平坦な中翼では、ブレードの一方の面にはやや丸められます。リフトは非常に複雑な現象である。リフトの一つ簡単に説明するには、風がブレードの丸みを帯びた、風下の顔の上を移動するとき、それが直面しているブレード（の平らな、風上顔の上に走行風を満たすために時間内にブレードの最後まで到達するには速く移動する必要があります風が吹いている元の方向）。高速移動する空気が大気中に上昇する傾向があるため、風下には、曲面はそれだけで、上記低圧ポケットで終わります。低気圧の領域は風下の方向に刃を、として知られている効果が吸う"リフト"。ブレードの風上側では、風の動きの遅いされ、ブレード上のプッシュ高い圧力の領域を作成し、それを遅くしよう� �しています。飛行機の翼の設計と同様に高い抗比と効率的なタービン翼を設計する上で不可欠である持ち上げます。タービン翼は、彼らが常に理想的な持ち上げツー抗力比を活用して角度を提示することができますねじれている。

空力は効果的な風力タービンを作成するで遊ぶのみを考慮した設計とされていません。重要な役割を果たすその他の要因があります：

1. サイズ事項 - 長いタービンブレード（したがって、ロータの直径以上）、タービン、風力からキャプチャすることができますより多くのエネルギーと大きく、発電容量。一般的にエネルギー出力の4倍の増加をもたらすローター直径を倍に言えば、。ただし、場合によっては、低風速領域で、小さい小さいセットアップが大きい場合にロータよりも多くのエネルギーを生産し終了することができますローター直径、そのように、タービンを小さくする発電機を回転させる以下の風力発電を取得することができますが、ほとんどすべての時間フル稼働で実行する必要があります。
   
2. タワーの高さ - これは生産能力の重要な要因です。高いタービン、より多くのエネルギーがキャプチャすることができますので、標高の増加と風速の増加。グランド摩擦とグランドレベルのオブジェクトは、風の流れを中断。科学者たちは、標高の各倍増と風速の12％の増加量を推定する。

ブレード先端の速度と風速の比は、先端速度比と呼ばれています。高効率3枚刃-タービンは、先端速度/ 6〜7の風速比を持っています。
ガラス繊維で作られて大規模な風力発電で最も近代的な翼は、プラスチックは、（GRP）は、すなわち、ガラス繊維、ポリエステルまたはエポキシ強化強化。炭素繊維やアラミド（ケブラー）補強材が、別の可能性がするので、通常このようなブレードは、大規模なタービンの非経済的です使用します。まだこの地域で起こっている開発があるが、木材、木材エポキシ、または木材繊維 - エポキシ複合材料は、ロータブレード市場に浸透していない。鋼およびアルミニウム合金は、重量は、それぞれの金属疲労の問題を抱えている。彼らは現在、非常に小型風力タービン用に使用されます。

速度とトルクがで風力タービンの回転は、いくつかの理由で制御する必要があります：

リサイクル効果は住環境です。方法

1. 光風で、ロータの最適化空力効率してください。
2. その速度とトルクの範囲内で発電を維持するために。
3. ローターとハブの求心力の範囲内に保つために。この構造は、速度超過に敏感になります回転速度の二乗に回転ローターの増加から求心力。
4. ロータとタワーその強さの範囲内に保つために。風速のキューブとして風力が増加する力のために、タービンは、そこからは実質的に電力を生成することができますより（風の突風など）をはるかに高い風荷重に耐えるように構築する必要があります。ブレードは風下の力を（その結果、塔の上ではるかに大きなストレスをかける）は、トルクを生産しているときに、ほとんどの風力タービンは強風のトルクを低減する方法を持って生成するので。
5. メンテナンスを有効にするには、それがアクティブになっている間、風力タービンで働く人々を持っているのは危険ですので、完全に停止してタービンを持ってくる必要がある場合があります。
6. ノイズを低減する。経験則として、相対的な風速の5乗（のブレードの移動先から見た場合）と風力発電の増加からのノイズ。ノイズに敏感な環境では、先端速度は約60メートル/秒（/ sの200フィート）に限定することができます。

それを要約すると、回転翼の望ましい機能は次のとおりです：

1. 空力形状と軽量
2. 翼のツイスト
3. テーパー翼
4. 長さは翼の

ロータの設計上のいくつかの興味深い記事を見つけることができます： http://infogreenglobal.com/extreme-testing-for-rotor-blades/＃詳細- 2932

翼はテーパーのはなぜですか。[4]

機械的ストレスの増加は、中心に向かって移動し、風速の増加は、放射状の先端に向かって移動します。最適な風速を目指して、すべての要因は、計算された後、ブレードのすべての放射状のセクションでは、ほとんどが選択された風速の下にローターを回転させるに貢献するように、さらに最適化を確認するテストのトンネルを巻いてください。その結果、我々は両方の機械と空力の観点から最適な性能を達成アウトを参照してください図形である。それはより多くの空気が流れているので、それが薄い/厚いルートと同じエネルギーを提供することができますブレード先端付近に狭くされていることを、別のベクトルでそうブレードを設計する風力タービンでは、。これは、ブレードのねじれのビットを達成することができ ます。

翼は、ツイストのはなぜですか。

大規模な風力タービン用のロータブレードが常にねじれている。あなたは、ブレードのルートに向かって移動すると翼から見ると、風がロータの中心部、多くの急角度から来るということだ。風の角度も急でブレードを打つ場合は動翼は、エレベーター、ストールを与えて停止します。回転翼がねじれている場合、攻撃の最適な角度は、ブレードの長さで実現しています。これは、ブレードのねじれは、ブレードのルートと外側の高風速でから徐々に停止すること、よりストール制御風車の場合に重要です。

ロータヒント高速比（TSR）の重要性とは何ですか？

ヒント速度比（TSR）に風力タービン発電機の設計において極めて重要である。風力タービンのロータは遅すぎるなれば、風のほとんどは翼間の隙間を通って邪魔されずに渡されます。ロータは早すぎるターンあるいは場合、ボケブレードが風に堅固な壁のように表示されます。したがって、風力発電は、できるだけ風の多くの電力出力として抽出するために最適な先端速度比で設計されています。

回転翼は、そのきっかけに乱流を残し、空気を通過する。回転ローターの次のブレードが空気はまだ乱流中に、この時点で到着するなら、それは風力から効率的に電力を抽出することはできません。しかし、ロータスパンはもう少しゆっくり各タービン動翼を打つ空気はもはや乱流になる場合。したがって、先端速度比はブレードが乱気流を通過しないように選択される。

ブレードの先端速度は、ブレードと風速の先端の回転速度は、実際の風の速度である。
それは、経験的に最大出力の先端速度比は、で発生することが示されている：

最適周速比は、風力タービンのブレードの数によって異なります。ブレードの数が少なく、高速回転のニーズは風から最大電力を抽出するために有効にする風車。二枚刃ロータは約6の最適な先端速度比が、三ロータ5の周囲に、4つの刃の約3ローター。

高効率翼動翼の設計は速度を上げるほど25〜30％と、これらの最適値を増やすことができますがロータ巻数より多くの電力を生成する。も典型的な設計された3枚刃ロータ7に約6の先端速度比を持っているでしょう。

下のグラフは、さまざまな先端速度比で効率を示している。

先端速度比が低すぎる場合 - 例えば、設計が不十分なローターブレードが使用されている場合 - 風力タービンは、/またはストールと遅くなってしまう。先端速度比は、タービンは、乱流空気を通って、非常に高速回転しますが高すぎる場合は、電源が最適と、風から抽出されません風力タービンは非常に強調され、構造的な障害の危険性があります。[5]

風力タービンは、風が減速してエネルギーを取り出す。風力発電については、それは風の100％を停止する必要があります効率が100％に - が、その後、固体ディスクでなければならないロータと、それがオンにならないだろうとは運動エネルギーが変換されます。それとは正反対で、あなただけの一翼と風力タービンを持っている場合、完全に刃を欠場するタービン翼などの運動エネルギーによって掃引領域を通過する風のほとんどが風で保管されます。

風力タービンのいずれかの設計の理論上の最大の電力効率は0.59に（風によって運ばれるエネルギーのこれ以上の59％以上が風力タービンにより抽出することができるすなわち、）です。風力タービンの技術要件にしたら、また、要因は - 強度と耐久性、特に - 現実世界の限界は0.35から0.45まで、最良の風力タービンでも共通の値とベッツの制限を大きく下回っています。ジェネレータを、ベアリング、動力伝達のように - 例えば - あなたは完全な風力発電システムのアカウント、他のinefficaciesにかかる時間では風の力の10〜30％まで実際に使用可能な電気に変換されます。

水平軸風車では（水平軸風車）理論的に垂直軸風力タービン（VAWT）しかし、方向が風を追いかけて無駄にVAWTので時間がない（電源）は重要ではありません風よりも高い電力効率を持っています。風向より多くの電力の急激な変化と乱流状態では、その効率の低下にもかかわらず、VAWTによって生成されます。

ピッチングは、ブレードの角度風の方向に対しての回転です。羽に向かってピッチングブレードの角度を変えることですので、離れた風（羽が強風下しない方法と同様に）から後縁に移動します。ストールが直角ストールへの風攻撃の角を大きくして逆に刃をオンに向かってピッチング。ブレードの形状は、1つ風速用に最適化されているため、リアルタイムでいくつかのタービンシステムのピッチは、現在の風速から最適な電力を取得します。その他のタービンが強風で自分自身を保護するために回転消費電力を削減するだけでピッチを設定します。

風力タービンヨー機構は風力タービンを風に逆らってロータにするために使用されます。

ヨーエラー - 風力タービンは、ロータが風に垂直にされていない場合、ヨーエラーがあると言われています。ヨーエラーが風にエネルギーの低い割合はロータ領域を介して実行されることを意味します。シェアはヨーエラーのコサインに低下します。

誰が船を発明した

これが起こった後ヨー制御は、風力タービンへの電源入力を制御するための優れた方法になるだけされている場合。風の音源方向に最も近いロータのその部分は、しかし、ロータの残りの部分よりも大きな力（トルク曲げ）の対象となります。一方で、これがロータに関係なく、我々が風上や風下タービンを扱っているかどうかにかかわらず、自動的に風に逆らってヨーする傾向があることを意味します。その一方で、それはブレードがロータの各ターンのflapwise方向に前後に屈曲されることを意味します。ヨーエラーで実行されている風力タービンは、その風に逆らって垂直方向にyawedている風力発電機よりも疲労荷重されることがあります。

ほぼすべての水平軸風力タービンは、彼らは風に逆らってyawedタービンを保つために、電気モーターとギアボックスを使用するメカニズムを使用して、すなわちヨーイング強制的に使用しています。
イメージは、ナセルに探して下から見て典型的な750 kWのマシンのヨー機構を示しています。我々は、外側のエッジの周りのヨー軸受、ヨーモーターやヨーブレーキの中からホイールを見ることができます。それが使用されていないときに、ほとんど風上のすべてのマシンのメーカーは、ブレーキにヨー機構を好む。ヨー機構が第二のチェックに数回は、タービンの風向計の位置タービンが実行されるたびに電子制御装置によって活性化される。

何の塔を介して接地発生器の出力から電力を運ぶケーブルに発生するヨーメカニズムに基づいてタービン方向を変えるか？

ケーブルがダウンして塔を介して風力発電機からの電流を運ぶ。ケーブルは、しかし、より多くの事故によるタービンは長い間、同じ方向にヨーイングを続けているとツイストになります。風力タービンは、したがって、ケーブルをよりをほどく時間されているコントローラを指示ケーブルツイストカウンタが装備されている。

ときには、したがって、5回転に1つの方向に連続的にヨーイング、凶暴を行っているように見える風力タービンを表示することがあります。

その他の安全装置と同様タービンのシステムの冗長性があります。この場合、タービンもケーブルもツイストになれば活性化されるプルスイッチが装備されている。

近代的な大規模なタービンの設計はブレーキシステムのいくつかの異なるタイプを使用する：

1. ピッチコントロール - タービンの電子制御装置はタービンの出力を監視します。毎時45マイル以上の風速では、電源の出力も、コントローラは、ブレードは、それらが風に整列になるようにそのピッチを変更するように指示した時点で高くなります。これは、ブレードの回転が遅くなります。ピッチ制御システムは、ブレードの取り付け角度（ロータ）を調整する必要があります。
   
2. パッシブストール制御 - 刃が一定の角度でロータに取り付けられている風が速すぎになるとすぐに刃のねじれ自体はブレーキを適用するように設計されています。ブレードは、一定の速度以上の風が失速を誘発する、ブレードの風上側に乱流が発生するように角度です。簡単に言えば、空力ストールが近づいてくる風が直面しているブレードの角度は、ブレードの速度を低下さ、リフトの力を排除するために起動するように急になったときに発生します。
   
3. アクティブストール制御 - 電源制御システムのこのタイプのブレードは、ピッチ制御システム内のブレードのように、pitchableされます。アクティブストールシステムが出力にピッチ制御システムが、代わりに、風との整合のブレードをピッチングのしない方法を読み取り、それはストールを生成するために、それらをピッチャー。

風車の塔がナセルとローターを運びます。大規模な風力発電機用タワーは、筒状の鉄塔、格子の塔、またはコンクリートの建物であってもよい。 Guyed筒状の塔は、小型風力タービン（バッテリー充電器など）に使用される

塔の種類があります：

1. 鋼管鋼タワーズ - 最も大規模な風力発電機は、どちらかの端にフランジ20から30メートルのセクションで製造されており、ボルト一緒にサイト上の筒状の鉄塔で配信されます。塔のため、その強度を高めると同時に材料を節約するために（ベースに向かって増加し、その直径即ち）円錐形です。
   
2. ラティスタワーズ - ラティスの塔は溶接鋼管プロファイルを使用して製造されています。格子塔が似て剛性を自由に立っている筒状の塔として多くの材料として半分だけを必要とするので、格子の塔の基本的な利点は、コストです。格子の塔の基本的な欠点は、（その問題が明確に議論の余地があるが）、その視覚的な外観です​​。 、美的な理由のための格子の塔は、ほとんど大規模な近代的な風力タービン用の使用から消えている、それは可能性がありますようにということ。
   
3. Guyedポールタワーズ - 多くの小型風力タービンは、支線ワイヤでサポートされている狭いポールの塔で構築されています。利点は、軽量化、つまりコストです。欠点は、サーバーファームの分野で、それらはあまり適して塔の周りは困難にアクセスされます。最後に、塔のこのタイプのため、全体的な安全性を犠牲にすること、さらに破壊しやすくなります。
   
4. ハイブリッドタワーソリューション - いくつかの塔は、上記の技術のさまざまな組み合わせで作られています。一例では、格子の塔とguyed塔の間のハイブリッドであると言われる写真で参照してください三本足のボーナス95 kWの塔です。
   

どのように風力発電塔の種類を決めるのですか？

風力発電タワーのタイプを決定する前に、いくつかの問題があります：

1. コスト上の問題 - 風力発電機用のタワーの価格は、タービンの合計金額の20％を回避一般的です。 50メートルの身長の周りの塔は、塔の別の10メートルの追加費用は約15000ドルです。したがって、非常に最適な、可能な限りタワーを構築するためにエネルギーの最終的なコストが重要です。彼らは通常、筒状の鉄塔に使用される鋼の半分の量について必要とするので、ラティスの塔は、製造するために安いです。
   
2. 空力上の考慮事項 - 私たちは、風のシアのページで学んだように風は、遠く離れた地上から増加速度から一般的には、高い地形粗地域で高い塔を持っている利点です。ラティスの塔やguyed極塔は巨大な塔未満の風影を与えるという利点がある。
   
3. 構造の動的考察 -比較的短い塔とタービンの回転翼は非常に異なる風速（したがって曲げ異なる）回転翼は、その上部に、タービンの疲労負荷を増加され、その下の位置にあるときに対象となります。

どのようにして低背の高い塔の間で選択しますか？

あなたは225キロワット、600キロワット、それぞれ1500キロワットであり、以下の3つの風力タービンで、27のロータ径と、43を見てみましょうする場合は、しかし、小さいものより大きい風力発電機からより多くのエネルギーを得る60メートルするには、塔の高さも異なっていることがわかります。

明らかに、我々は分別60メートル未満の30メートルの塔にロータに適合することはできません。私たちは、高い塔とはるかに高い風速とこのように多くのエネルギーを得るためにしかし、我々は、大きなローターのコストと大規模な発電機とギアボックスを考慮すれば、それはきっと、小さな塔の上に入れて廃棄される。 （風力資源のセクションを参照してください。）塔の高さにはお金がかかる、塔のように最適な高さの各々のメーターの関数です：

1. メートル当たりタワー費用は（10メートル余分な塔、現在は約$ 15,000の費用がかかります）
   
2. 風が局所的に地上の高さに応じて変化はどのくらい（大規模な粗さは背の高い塔は、より便利になります）の平均ローカル地形粗さ、すなわち
   
3. タービンの所有者は、電気の追加キロワット時の取得価格

塔の高さは、ロータ径にほぼ等しいされているメーカーは、しばしばマシンを提供しています。審美的に、多くの人々は塔の高さは約ローター直径と等しい場合はタービンは、より多くのを見て気持が良いことがわかります。

次のように風車の発電量が計算されます：

上記の式に基づいて、風から生産力の2つの最も重要な要因は：

1. 面積は翼によって掃引 - 出力を倍増させる翼によって掃引面積を倍増した。
   
2. 風速 - 8倍に増加出力と風速を倍増した。

（そしてもちろん、風速）ローターで保護されているディスクの領域が決定するどのくらい我々は今年の収穫できるエネルギー。

通常、いくつかの44メートル（144フィート）のローター直径を持つ600 kWの発電機の典型的なタービン：上の画像は、あなたの風力タービンの通常のローターのサイズのアイデアを提供します。あなたはローター直径を倍にする場合は、（二人は二乗）の4倍も大きい領域を取得します。これはまた、ロータから多くの電力出力の4倍を得ることを意味します。

ローターの直径は多少異なる場合があります上記の数字は、多くのメーカーは局地風の状況に自分のマシンを最適化するためから：大規模発電、もちろん、すべてで有効にするより多くの電力を（つまり、強風）が必要です。あなたは低風速領域で風力タービンをインストールそのため、もしあなたが、実際にロータ径が異なる場合があります600 kWのマシンでは、指定されたローターのサイズ（または指定されたジェネレータのための大きいローターのサイズ）のためにかなり小型発電機を使用して、毎年恒例の出力を最大にする48メートル（128から157フィート）なぜあなたはタービンは今年中に多くの時間を実行しているということです低風速領域で相対的に小さく発生器からの複数の出力を得ることが理由39。

特定の場所でタービンは、実際に風から生成することができる電力量を計算するには、タービンのサイトで風速及びタービン定格電力を知る必要があります。ほとんどの大規模発電は、風の速度で、最大電力を生成する約15メートル当たり（33マイル）第二。定常風の速度を考慮すると、それはタービンが生成することができますどれだけのエネルギーを決定ロータの直径です。ローター直径が増加するにつれて、塔の高さは、高速風に多くのアクセスを意味し、同様に増加します。

以下の表は、ロータ径が大きく、パワー出力の変化を示しています。

毎時33マイルでは、ほとんどの大規模なタービンは、定格電力容量を生成毎時45マイル（毎秒20メートル）で、ほとんどの大規模なタービンがシャットダウンします。

良い低メガワットあたりのコストで発見することができます風車を再設計する方法を読んで： http://infogreenglobal.com/better-redesigned-windmills-will-get-lower-cost-per-megawatt/＃詳細- 1692

特定のタービンを使用して決定する前に考慮すべきいくつかの要因があります。

大規模なタービンを選択する理由は：

1. 風力発電の規模の経済が、大規模なマシンは、通常より小さなマシンよりも低コストで電力を供給することができる、すなわちあります。理由は、基礎、道路建設、配電網の接続に加え、タービンのコンポーネント（電子制御システムなど）の数のコストは、多少マシンのサイズから独立しているということです。
   
2. 拡大するマシンは、特に洋上風力発電に適しています。基盤のコストは、マシンのサイズに比例して上昇しない、メンテナンスコストは、主にマシンのサイズとは無関係です。
   
3. 地域では、単一のタービン以上のサイトを見つけるのは難しい、背の高い塔を持つ大規模なタービンをより効率的に既存の風力資源を使用しています。

小さいタービンを選択する理由があります：

1. 地域の電気グリッドが大きすぎるのマシンからの電気出力を処理するために弱い可能性があります。これは、地域の人口密度の低い、小さな消費電力と電気的にグリッドのリモート部分の場合可能性があります。
   
2. 風の変動がランダムに発生するため、以下の変動は、小さいマシンの数で構成される風の公園からの電気出力ではありませんので、キャンセルする傾向がある。繰り返しになりますが、小さいマシンが弱い電気グリッドで利用することができる。
   
3. 、大型クレーンを使用して構築する道を十分に小さいマシンが他のいくつかの地域で経済的なことができるタービン部品を運ぶために強いのコスト
   
4. いくつかの小さなマシンが落雷のために、例えば、一時的なマシンに障害が発生した場合のリスクを広げた。
   
5. 美的風景の考慮事項がある小さいマシンの使用を指示することがあります。大型機は、しかし、通常は一つの大きなマシンが実際にローターを高速移動、として注目を集めて、小さな多くの誘致しないことを意味はるかに低い回転速度を持つようになります。 （風景の中に風力タービンのセクションを参照してください。）

風速は、構造体を脅かす場合、タービンをオフにすることができます安全システムの数があります。

1. センサ - 非常に単純な振動センサは、いくつかのタービンで使用されています。このセンサーは、基本的に小さな台座の上に構えチェーンに接続されている金属製のボールで構成されています。タービンは、特定のしきい値を超える振動に起動する場合は、ボールがチェーンを引っ張って、シャットダウントリガ、台座をオフに落ちる。
   
2. ギアボックスの油の温度と発電機の温度を確認する電子体温計などのナセルの他の多くのセンサーがあります。
   
3. ローターブレード - 風力発電の安全規制は国によって異なります。デンマークは500万人以上回繰り返し曲げによる疲労に耐えられるようにブレードの能力を試験する、すなわち、これの法律はすべての新しい翼は、ブレードを曲げないように両方の静的に適用すること、すなわち重みをテストされ、動的に必要な唯一の国である。
   
4. 過保護 - これは、風力発電は、重要なコンポーネントの故障の場合には自動的に停止することが不可欠です。例えば。発電機、または過熱場合はほんの数秒以内に急速に加速が開始されますそれはローターの回転を制動停止する電気グリッド、ロータから切断されています。このような場合では、過保護システムを使用していることが不可欠である。
   
5. 自動ブレーキシステム - タービンで最も一般的に活性化安全システムは、上記のしきい値の風速によってトリガされる"ブレーキ"システムです。これらの設定は、基本的に風速が高すぎると取得し、風が戻って毎時45マイル以下の場合は"ブレーキを解放する"ブレーキを打つ電源制御システムを使用します。これらのシステムは、通常、注文電力障害が発生した場合でも動作させるには、動作春はタービンの油圧システムの圧力を失った場合、それらは自動的にアクティブになります。タービンの油圧システムが危険な状況が終わる場所に戻ってブレードやブレードのヒントを有効に使用されています。
   
6. メカニカルブレーキシステム - 機械式ブレーキは、空力ブレーキシステムのバックアップシステムとして使用される駐車ブレーキとして、一度タービンはストール制御タービンの場合には停止されます。ピッチ制御タービンはほとんど翼が90度を投げたされればローターは非常に移動することができないように、（保守作業を除く）機械式ブレーキを有効にする必要があります。

あなたがお住まいの地域の（WPDを）チャート風力発電密度を参照することができます。これらのグラフは、風力エネルギーの定量的指標を特定の場所で入手できます示しています。これは、平均年間消費電力タービンの掃引面積平方メートルごとに使用可能な計算です地上の高さが異なるために集計されます。風力発電の電力密度の計算は、風速と空気の密度の影響が含まれています。色は、マップは特定の領域に作成されているコード化された。

クラス2つの領域では実用規模のアプリケーションの限界であるのに対し農村部のアプリケーションに適していることクラス3指定された以上の地域は、ほとんどの実用規模の風力タービンのアプリケーションに適しています。クラス1の領域は、一般的には適していないいくつかの場所がいくつかのクラス1の領域に存在するかもしれません風力タービンのアプリケーションに十分な風力資源と（例えば、地図上に示されていないアヤラ公開される）。

これと風力発電のクラスを指定することができる確実性の程度は、3つの要因によって決まります：

1. 豊かさと風のデータの品質
2. 地形の複雑さ
3. リソースの地理的変動

各風力発電クラスの風力発電密度の制限は、以下の表に示されています：

それは何小型風力発電機を持っている意味ですか？

小型、10 kWの容量タービンは、年間16,000 kWhと交流を生成することができます典型的な米国の世帯は年間約10,000 kWhを消費します。

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