Salute e malattia
Con il costo della produzione energetica destinato a continuare a salire, e l'inquinamento diventando un serio problema ambientale, trovare fonti rinnovabili di energia economica e pulita è diventato un'industria importante. L'energia eolica è stata a lungo considerata una possibile fonte di energia rinnovabile, ma ha fatto i suoi maggiori progressi negli ultimi 20 anni. Nel 2001, oltre 2.000 megawatt di capacità di energia eolica furono aggiunti negli USA e questa capacità continua ad aumentare oggi.
Le turbine eoliche funzionano all'opposto di una ventola. Invece di usare elettricità per creare vento come una ventola, il vento viene usato per far girare una ventola e creare elettricità. Poiché il vento è prodotto dagli effetti del sole che riscalda l'atmosfera, il vento è in realtà una forma di energia solare, quindi in effetti l'energia eolica è energia solare. Le turbine sfruttano questa energia usando la forza del vento che soffia contro di loro per far girare un asse centrale.
Per sfruttare l'energia eolica, una ventola, o più accuratamente una turbina, è montata su un lungo piedistallo. La turbina è collegata da ingranaggi a un albero, che è a sua volta collegato a un generatore. Mentre il vento spinge contro la turbina la fa girare. Questo movimento viene trasferito all'albero, che fa girare il generatore per produrre energia elettrica. Due tipi di turbine sono usati in questo modo.
Il tipo più comune di turbina eolica è la turbina ad asse orizzontale. Questa turbina assomiglia più da vicino a una ventola tradizionale o design a elica avendo pale montate orizzontalmente su un asse centrale. Il secondo tipo è una turbina ad asse verticale, che usa pale montate verticalmente in serie o parallelo intorno a un asse centrale. Queste pale operano sugli stessi principi di un'ala d'aereo, e quando il vento passa sopra di esse creano portanza. Questa portanza è sfruttata come forza, che fa girare le pale e l'asse a cui sono attaccate intorno a un asse centrale. L'asse è collegato a un albero, e il resto del processo è lo stesso di una turbina orizzontale. Queste turbine verticali sono molto meno efficienti di quelle orizzontali, e sono più utili per creare forza meccanica piuttosto che potenza elettrica.
L'energia eolica non è costante. Per questo le turbine eoliche non possono produrre una fornitura costante di energia elettrica. Per aumentare l'efficienza e la praticità delle turbine eoliche, l'energia deve essere usata immediatamente o immagazzinata per uso successivo. In operazioni di parchi eolici su larga scala dove molte turbine sono disposte in serie per produrre grandi quantità di energia elettrica, l'energia elettrica dalle turbine eoliche è inviata direttamente alla normale rete elettrica che fornisce elettricità all'area circostante. In piccole applicazioni come turbine eoliche per singole case, l'energia dalla turbina eolica è usata per alimentare la casa mentre carica anche batterie per periodi in cui l'attività eolica è troppo bassa per fornire energia sufficiente.
Le turbine eoliche non producono inquinanti e non usano fonti energetiche non rinnovabili per creare elettricità, quindi l'efficienza è un valore approssimativo. L'efficienza della turbina è determinata da quanto bene converte l'energia eolica in elettricità. Quanto bene una turbina converte l'energia eolica in energia elettrica è determinato dalla dimensione della turbina, dalla dimensione delle pale, dalla densità dell'aria e da quanto veloce si muove l'aria. La fisica dietro l'efficienza dell'energia eolica limita quanta energia totale una turbina può estrarre dal vento. La legge di Betz dice che una turbina eolica può estrarre solo fino al 59% dell'energia dal vento, quindi più una turbina si avvicina a raggiungere quella percentuale, più è efficiente.
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