Windturbinen werden seit dem späten neunzehnten Jahrhundert zur Stromerzeugung verwendet. Da sich Technologie und Bearbeitungsmethoden verbesserten, wurden Windmühlen zu einem tragbareren Werkzeug zur Erzeugung größerer Strommengen. Selbst wenn die Entwicklung von Windturbinen weiter voranschreitet, bleiben einige Schlüsselkomponenten integraler Bestandteil ihres Designs.
Lager- und Getriebedesign
- Die beweglichen Teile innerhalb einer Windturbine sind entscheidend für ihre Leistung, daher muss den Lagern innerhalb der Antriebswelle einer Turbine Aufmerksamkeit und Sorgfalt geschenkt werden. Tests, Forschung und Entwicklung langlebigerer Materialien liefern Lager und andere Antriebswellenkomponenten, die weniger Verschleiß verursachen und erfahren als Lager aus älteren Materialien. Die Kombination von Getriebe-Komponenten aus leichteren Verbindungen und Verbesserungen in Schmierung, interner Bewegung und Lagertechnologie ermöglichen effizientere Turbinen.
Turmhöhe
- Windturbinen sind in größeren Höhen in der Regel intensiverem Wind ausgesetzt, daher ist der Turm, auf dem die Windturbine ruht, ein wichtiger Faktor. Ein Turbinenturm muss so konstruiert werden, dass er die gewünschte Höhe erreicht, ohne die Stabilität zu opfern oder seinen Grundriss größer als nötig zu machen.
Rotorgröße und -zusammensetzung
- Im Allgemeinen wird ein Rotor mit mehr freiliegender Oberfläche mehr vom Wind beeinflusst als ein kleinerer Rotor. Die Größe und das Material, das zum Bau des Rotors verwendet wird, müssen jedoch berücksichtigt werden, da schwerere Rotoren mehr Windgeschwindigkeit oder Kraft benötigen, um sich zu drehen. Langlebige, leichte Legierungen, die Aluminium oder leichte Kohlefaser enthalten, ermöglichen größere Turbinengrößen, während das Gewicht, der Widerstand und die Reibung der Turbine minimal gehalten werden.
Windverfügbarkeit
- Eine Windturbine dient ohne Wind wenig Zweck, daher ist auch Windprospektion ein wichtiger Schritt bei der Entwicklung von Turbinen. Eine Turbine, die in Gebieten aufgestellt wird, in denen der Wind aus vielen Richtungen weht, muss sich dem aufkommenden Wind zuwenden. Eine Turbine, die in Gebieten verwendet wird, in denen der Wind unregelmäßig oder spärlich weht, muss aus günstigeren, effizienteren Materialien entworfen und gebaut werden, um die Kosteneffektivität der Turbine zu maximieren.
