Tuuligeneraattorit

Tuuligeneraattorit ovat laitteita, jotka muuntavat tuulen kineettisen energian sähköenergiaksi. Ne koostuvat roottorista, navassa sijaitsevasta generaattorista sekä tornista. Nykyisin yleisimmät tyypit ovat vaakasuuntaiset roottorit, joissa kolmi- tai neliteräiset siivet kiinnittyvät navalle ja pyörivät vaakatasossa. Siipien muotoa ja roottorin nopeutta säädetään toiminnan optimoimiseksi.

Toimintaa ohjataan ohjausjärjestelmillä, jotka säätelevät roottorin kierroslukuja ja pitävät roottorin tuulessa. Pitch-ohjaus säätää siipien asentoa voiman hallitsemiseksi ja tuotannon optimoinniksi. Tornin suuntausta tuuleen ohjataan yaw-järjestelmällä, jotta roottori pysyy tuulessa. Generaattori muuntaa mekaanisen liikkeen sähköenergiaksi; yleisimmät järjestelmät käyttävät välitystä tai suoravetoa. Sähköverkkoon liittäminen tapahtuu muuntajien sekä suojalaitteiden kautta.

Tuuligeneraattoreita on sekä maalle (onshore) että merelle (offshore). Offshore-turbiinit ovat usein suurempia ja sijoitetaan merialueille, joissa tuulet ovat vakaampia, mutta rakentaminen ja huolto ovat kalliimpia. Turbiinien teho vaihtelee useista megawateista kymmeniä megawatteihin.

Teho riippuu tuulen nopeudesta: cut-in noin 3–4 m/s, nimellisteho saavutetaan noin 12–15 m/s, ja cut-out noin 25 m/s. Turbiinien odotettu elinikä on noin 20–25 vuotta, jonka jälkeen ne voidaan repoweroida tai korvata. Tuulivoima vähentää fossiilisten polttoaineiden päästöjä, mutta siihen liittyy ympäristövaikutuksia kuten melu, maisemallinen vaikutus sekä mahdolliset vaikutukset linnustoon ja lepakoihin, joita pyritään minimoimaan huolellisella suunnittelulla ja toimintakäytännöillä.