How do wind turbines work? - Rebecca J. Barthelmie and Sara C. Pryor

Translator: Didar Omar Reviewer: Daban Q. Jaff

Every 24 hours, wind generates enough kinetic energy

هەر24 کاتژمێر جارێک، له‌ ڕێگه‌ی هه‌واوه‌ وزه‌ به‌رهه‌مدێنێ

to produce roughly 35 times more electricity than humanity uses each day.

بۆ به‌رهه‌مهێنانی وزه‌ كه‌ 30 جار زیاتره‌ له‌و وزه‌یه‌ی مرۆڤ به‌كاریدێنێ.

And unlike coal or oil, this resource is totally renewed each day.

بەپێچەوانەی خەڵوز و نه‌وته‌وه‌ هەموو ڕۆژێک بەتەواوی نوێدەکرێتەوە.

So how can we harness this incredible amount of energy,

كه‌واته‌ چۆن بتوانین ئه‌م وزه‌ زۆره‌ كۆبكه‌ینه‌وه‌،

and is it possible to create a world powered entirely by wind?

و ئایا ده‌كرێت هه‌موو كاره‌بای زه‌وی له‌ ڕێگه‌ی باوه‌ دابین بكرێت؟

The basic principle of wind energy is simple.

بنه‌ما سه‌ره‌كیه‌كانی وزه‌ی با زۆر ساده‌یه‌.

A series of sails or blades mounted around a rotor catch the wind

كۆمه‌ڵێك له‌ سه‌وڵ و تیغ له‌ ده‌وری ڕۆوته‌ری كۆكردنه‌وه‌ی با دانراون

and translate its kinetic energy into rotational energy.

دواتر وزه‌ جوڵه‌ییه‌كان ده‌گۆڕێت بۆ وزه‌ی خولانه‌وه‌.

Traditional windmills use that rotational energy to grind wheat or pump water.

ئاشه‌كانگه‌نمیان ده‌هاڕی وئاویان ڕاده‌كێشا .له‌ڕێگه‌ی سوڕانی پانكه‌كانه‌وه‌

But in modern wind turbines, it turns a generator that creates electricity.

به‌ڵام له‌ تۆڕباینه‌كان یئێستادا له‌ڕێگه‌ی ئامێرێكه‌وه‌ وزه‌ به‌رهه‌م دێنێ.

This conversion from wind to rotational energy to electricity

ئەم ئاڵوگۆڕكردنه‌ لە باوە بۆ وزەی خولانەوە و بۆ کارەبا

has defined wind turbines since their invention in the late 19th century.

وه‌ك تۆڕباین ناسراون له‌ كۆتایه‌كانی سه‌ده‌ی 19 دا.

And there are three primary factors that determine just how much energy

و ته‌نها سێ كارگه‌ هه‌یه‌ كه‌ بڕی ئه‌و وزه‌یه‌ی دیاریكردووه‌

they can produce: the size and orientation of the blades,

كه‌ ده‌توانرێت به‌رهه‌م بهێنرێت: قه‌باره‌ و ئاڕاسته‌ی باڵه‌كان،

the blade’s aerodynamic design, and the amount of wind turning the rotor.

باڵه‌كان دیزایی ئایڕۆداینامیكن و، ڕێژه‌ی بایه‌كه‌ ڕۆوته‌ره‌كه‌ ده‌گۆڕێت.

First up, blade orientation.

یه‌كه‌م جار، ئاڕاسته‌ی باڵه‌كه.

Wind turbines can be designed with their rotor

تۆڕباینه‌كان دروست ده‌كرێن له‌گه‌ڵ ڕۆوته‌ره‌كانیان

on a vertical axis or a horizontal axis.

لەسەر تەوەرێکی ستوونی یان تەوەرێکی ئاسۆیی.

Vertical blades can pick up wind coming from any direction,

باڵه‌ ستوونیه‌كان دەتوانن وهزه‌ی با كۆبكه‌نه‌وه‌ لە هەموو لایەکەوە،

but with much less efficiency than horizontal axis rotors.

به‌لام به‌ كارامه‌ییه‌كی كه‌متر له‌ باڵه‌ ئاسۆییه‌كان.

Horizontal designs allow blades to capture the wind’s full force

باڵه‌ ئاسۆییه‌كان ده‌توانن ته‌واوی وزه‌ی بایه‌كه‌ كۆبكه‌نه‌وه‌

by tracking the wind’s direction and turning to face it.

له‌ ڕێگه‌ی زانینی ئاڕاسته‌ی بایه‌كه‌ و ڕوكردنه‌ ئاڕاسته‌كه‌ی.

This turning process is called yawing,

ئه‌م سوڕانه‌وه‌یه‌ پێی ده‌ڵێن یاوینگ،

and older windmills achieved it through manual monitoring.

به‌ڵام له‌ كۆندا بۆخۆیان ئاڕاسته‌ی باڵه‌كه‌یان ده‌گۆڕی.

Today, wind sensors and computer systems automatically adjust the blades

ئەمڕۆ، هەستەوەری با و سیستەمی کۆمپیوتەر بە شێوەیەکی ئۆتۆماتیکی باڵه‌كان ڕێكده‌خه‌ن

with expert precision to capture as much energy as possible.

به‌ زیره‌كیه‌كی زۆر بۆ كۆكردنه‌وه‌ی وزه‌.

Outside rotor orientation,

له‌ ده‌ره‌وه‌ی ئاڕاسته‌كردنی ڕۆوته‌ره‌كان،

the blades themselves need to be shaped to maximize efficiency.

پێویسته‌ باڵه‌كان شێوه‌یه‌كی گونجاویان هه‌بێت بۆ ئه‌وه‌ی كارامه‌ییان زیادبكات.

While early designs used flat blades,

به‌ڵام له‌ كۆندا باڵی ڕاستیان به‌كارهێناوه‌،

modern blades are curved like airplane wings.

و باڵه‌ نوێیه‌كان چەماوەن وەک باڵەکانی فڕۆکە.

Wind travels faster over the curved surface,

با به‌خێراتر به‌ناو باڵه‌ چه‌ماوه‌كاندا تێده‌په‌ڕێت،

creating a low-pressure pocket above the blade that forces it upwards.

به‌م شێوه‌یه‌ په‌ستانێكی كه‌متر له‌سه‌ر باڵه‌كان دروست ده‌بێت.

Since the amount of lift depends on the angle

و ڕێژه‌ی به‌رزبوونه‌وه‌ به‌ستراوه‌ به‌ گۆشه‌وه‌

at which the wind is moving relative to the blade,

كه‌ به‌ گوێره‌ی باڵه‌كه‌ بایه‌كه‌ ده‌جولێته‌وه‌،

modern blades also incorporate a twist,

باڵه‌ نوێیه‌كان پێچێك له‌ خۆ ده‌گرن،

optimizing how much of the blade can cut into the wind.

كه‌ ده‌توانێت توانستی بڕینی با له‌ باڵه‌كه‌دا زیادبكات.

Made of fiberglass and resin layers, these blades are strong enough

زۆر به‌هێزن و، له‌ فایبه‌رگلاس و ڕایزن دروستكراون

to operate through rain, lightning, and blistering sunlight for over 20 years.

له‌ كاتی باران و، هه‌وره‌ بروسكه‌دا كار ده‌كات و،بۆ ماوی 20 ساڵ له‌به‌ر خۆردا.

Even with aerodynamic blades and a horizontal rotor,

له‌گه‌ڵ باڵه‌ ئایرۆداینامیكه‌كان و، ڕۆوته‌ره‌ ئاسۆییه‌كان،

a wind turbine can only capture wind if it's in a windy environment.

تۆرباینی بایه‌كان ته‌نها له‌به‌رامبه‌ر بادا ارده‌كه‌ن له‌ ژینگه‌ه‌كی فره‌بادا.

Wind speeds typically increase the higher into the atmosphere you travel.

خێرایی با بەشێوەیەکی ئاسایی بەرزتردەبێتەوە بۆ ناو ئه‌و چینه‌ی سه‌فه‌ری بۆ ده‌كه‌ی.

So today, most turbines are well over 100 meters tall,

بۆیە ئەمڕۆ زۆربەی تورباینەکان باشن بە درێژایی 100 مەتر بەرزن،

with equally large rotor diameters.

به‌ ئه‌ندازه‌یه‌كی گه‌وره‌ی ڕۆوته‌ر.

A turbine of this height and size can capture a huge amount of wind,

تۆرباینێكی له‌وجۆره‌ ده‌توانێت وزه‌یه‌كی زۆر كۆبكاته‌وه‌،

generating enough electricity every year to power 750 American homes.

بەرهەمهێنانی کارەبای پێویست بۆ 750 ماڵی ئه‌مریكی هه‌موو سالێك.

A wind farm of 200 similarly sized turbines

کێڵگەیەکی بایی 200 بە هەمان شێوەی قەبارە توربینەکان

could power over 150,000 American homes— or twice as many European homes—

دەتوانێ وزه‌ به‌ زیاتر لە 150,000 ماڵی ئه‌مریكی— و 2 ئه‌وه‌نده‌ی ئه‌وروپی بدات—

for an entire year.

بۆ هه‌موو ساڵه‌كه‌.

Offshore wind farms contain an even greater number of even larger turbines.

تۆرباینی كێڵگه‌كان ژماره‌یه‌ك له‌ تۆرباینی گه‌وره‌تر و باشترن

In 2019, the largest wind turbine ever built

ساڵی 2019 گەورەترین تۆری با دروستكراوه‌ تاوه‌كو ئێستا

began operating off the coast of the Netherlands.

دەستی کرد بە کارکردن لە کەنار دەریاکانی هۆڵه‌ندا.

With a rotor diameter of 220 meters, just one of these turbines

ڕۆته‌رێك به‌ ئه‌ندازه‌ی 200 مه‌تر ته‌نها یه‌كێك له‌م تۆرباینانه‌

can meet the annual power needs of 16,000 European households.

ده‌توانێت وزه‌ بۆ 16000 ماڵی ئه‌وروپی دابین بكات.

Despite its amazing potential, wind energy still faces challenges.

سەرەڕای توانای سەرسوڕهێنەری وزەی با هێشتا ڕووبەڕووی ده‌بێته‌وه‌.

Wind may be a free and unlimited fuel,

با لەوانەیە سووتەمەنێکی ئازاد و بێسنوور بێت،

but no matter how large or efficient a turbine is

بەڵام گرنگ نییە تۆربینێکە چەند گەورە یان کارا بێت

there's a mathematical limit to how much wind it can convert into electricity.

له‌ بیركاریدا یاسایه‌ك هه‌یه‌ بۆ گۆڕینی با بۆ كاره‌با

German physicist Albert Betz calculated

فیزیکزان ئەلبێرت بێتزی ئەڵمانی هه‌ژماریكرد

that since some wind must remain to keep the blades spinning,

پێویست كه‌مێك با بمێنێته‌وه‌ بۆ به‌رده‌وامی باڵه‌كه‌ له‌ سوڕان،

a turbine can only ever capture 59.3% of the wind’s energy.

توربینێک تەنها دەتوانێت 59.3٪ بگرێت لە وزەی با.

Additionally, some people feel turbines disrupt natural scenery,

هەروەها هەندێک کەس هەستده‌كه‌ن تۆرباین دیمەنی سروشتی تێکدەدا،

and wind energy’s intermittent availability

به‌رده‌وام به‌رده‌ست بوونی وزه‌ی با

can make it difficult to integrate into electrical grids.

ده‌توانێت تێكه‌ڵ بوونه‌وه‌ی وزه‌كان قورسببێت.

But even with these challenges, modern wind turbines have made wind energy

بەڵام تەنانەت لەگەڵ ئەو تەحەدایانەدا تورباینە نوێیه‌كان وزەی بایان دروست کردووە

the most efficient and inexpensive source of electricity.

هه‌رزانترین و كاراترین سه‌رچاوه‌ی وزه‌یه‌.

Wind turbines already provide essential energy for communities around the world.

تورباینەکان لە ئێستادا وزه‌ی پێویست بۆ جیهان وه‌ ده‌ستده‌خه‌ن.

And for many farmers, hosting a wind turbine

و بۆ زۆربه‌ی جوتیاره‌كان، تۆرباین

can be a reliable source of additional income.

ده‌توانرێت سه‌رچاوه‌یه‌كی باوه‌ڕپێكراو بێت بۆ داهات.

With continued improvements in wind forecasting,

لەگەڵ بەرەوپێشچوونە بەردەوامەکان له‌ پێشبینیکردنی بادا،

electrical grid infrastructure and energy storage,

ژێرخانی تۆڕی کارەبایی وە هه‌ڵگرتنی وزە،

wind power might blow away all our energy problems.

و هێزی با له‌وانه‌ی هه‌موو كێشه‌كانی وزه‌ چاره‌سه‌ربكه‌ن.