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

Traducător: Malina Popa Corector: Mirel-Gabriel Alexa

Every 24 hours, wind generates enough kinetic energy

În fiecare zi, vântul generează suficientă energie cinetică

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

pentru a produce de 35 de ori mai multă electricitate

decât consumă omenirea zilnic.

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

Și spre deosebire de cărbune și petrol, această resursă este regenerabilă.

So how can we harness this incredible amount of energy,

Cum putem valorifica această cantitate incredibilă de energie?

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

Și oare este posibil să creăm o lume alimentată numai de vânt?

The basic principle of wind energy is simple.

Principiul de bază al energiei eoliene este simplu.

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

O serie de elice sau pale fixate pe un rotor captează vântul

and translate its kinetic energy into rotational energy.

și transformă energia sa cinetică în energie de rotație.

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

Morile folosesc această rotație pentru a măcina grâu sau pompa apă.

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

La turbinele eoliene moderne, rotația acționează un generator electric.

This conversion from wind to rotational energy to electricity

Această transformare a vântului în energie de rotație și apoi în electricitate

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

definește turbinele eoliene de când au fost inventate în secolul 19.

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

Există trei factori principali care determină cantitatea de energie

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

pe care o pot produce: mărimea și orientarea palelor,

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

profilul aerodinamic al palelor și cantitatea de vânt care mișcă rotorul.

First up, blade orientation.

Mai întâi, orientarea palelor.

Wind turbines can be designed with their rotor

Turbinele eoliene pot fi proiectate cu un rotor

on a vertical axis or a horizontal axis.

cu ax vertical sau orizontal.

Vertical blades can pick up wind coming from any direction,

Palele verticale pot folosi vântul venit din orice direcție,

but with much less efficiency than horizontal axis rotors.

dar cu mai puțină eficiență decât rotoarele cu ax orizontal.

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

În cazul turbinelor orizontale, palele captează toată forța vântului

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

detectând direcția vântului și aliniindu-se cu aceasta.

This turning process is called yawing,

Acest proces de rotație se numește orientare,

and older windmills achieved it through manual monitoring.

iar la vechile mori se făcea manual.

Today, wind sensors and computer systems automatically adjust the blades

În ziua de azi, senzori de vânt și sisteme informatice ajustează automat palele

with expert precision to capture as much energy as possible.

cu mare precizie pentru a capta cât mai multă energie.

Outside rotor orientation,

Pe lângă orientarea rotorului,

the blades themselves need to be shaped to maximize efficiency.

palele trebuie să aibă o formă care să maximizeze eficiența.

While early designs used flat blades,

La început, palele erau plate,

modern blades are curved like airplane wings.

însă cele actuale sunt curbate precum aripile avioanelor.

Wind travels faster over the curved surface,

Vântul se deplasează mai rapid pe o suprafață curbată,

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

diminuând presiunea deasupra palei și forțând-o să se ridice.

Since the amount of lift depends on the angle

Fiindcă forța de portanță depinde de unghiul

at which the wind is moving relative to the blade,

la care se deplasează vântul în raport cu pala,

modern blades also incorporate a twist,

palele moderne prezintă totodată o formă răsucită

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

pentru a optimiza cât din suprafața palei poate tăia vântul.

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

Cu straturi de fibră de sticlă și rășină, aceste pale sunt proiectate

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

pentru a rezista la ploaie, fulgere și soare arzător mai bine de 20 de ani.

Even with aerodynamic blades and a horizontal rotor,

Chiar și cu pale aerodinamice și un rotor cu ax orizontal,

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

turbinele eoliene pot capta vântul doar într-un mediu vântos.

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

De regulă, viteza vântului crește odată cu altitudinea.

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

Astfel, în ziua de azi, turbinele au peste 100 m înălțime,

with equally large rotor diameters.

cu rotoare cu un diametru pe măsură.

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

O turbină de asemenea dimensiuni poate capta o cantitate imensă de vânt,

generating enough electricity every year to power 750 American homes.

generând anual electricitate pentru a alimenta 750 de gospodării din SUA.

A wind farm of 200 similarly sized turbines

Un parc eolian cu 200 de turbine de aceeași dimensiune

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

poate alimenta peste 150.000 de gospodării din SUA și de două ori mai multe europene

for an entire year.

timp de un an întreg.

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

Parcurile eoliene maritime au și mai multe turbine chiar mai mari.

In 2019, the largest wind turbine ever built

În 2019, cea mai mare turbină construită vreodată

began operating off the coast of the Netherlands.

a fost pusă în funcțiune pe coasta Țărilor de Jos.

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

Cu un rotor de un diametru de 220 m, o singură turbină de acest fel

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

produce energia consumată anual de 16.000 de gospodării europene.

Despite its amazing potential, wind energy still faces challenges.

În ciuda potențialului său incredibil, energia eoliană prezintă anumite probleme.

Wind may be a free and unlimited fuel,

Poate că vântul este gratuit și nelimitat,

but no matter how large or efficient a turbine is

dar oricât de mare și eficientă ar fi o turbină,

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

energia pe care o poate transforma în electricitate e limitată matematic.

German physicist Albert Betz calculated

Fizicianul german Albert Betz a calculat,

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

considerând că vântul trebuie să se mențină mișcarea palelor,

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

o turbină poate capta doar 59,3% din energia vântului.

Additionally, some people feel turbines disrupt natural scenery,

În plus, unii cred că turbinele strică peisajul,

and wind energy’s intermittent availability

iar intermitența energiei eoliene

can make it difficult to integrate into electrical grids.

poate face dificilă integrarea sa în rețeaua electrică.

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

Dar în ciuda acestor provocări, turbinele moderne fac din energia eoliană

the most efficient and inexpensive source of electricity.

cea mai eficientă și ieftină sursă de electricitate.

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

Turbinele eoliene deja asigură energie esențială pentru comunități din lume.

And for many farmers, hosting a wind turbine

Pentru mulți fermieri, turbinele eoliene pot fi o sursă de venit de încredere.

can be a reliable source of additional income.

With continued improvements in wind forecasting,

Datorită progreselor făcute în privința prognozelor meteo,

electrical grid infrastructure and energy storage,

infrastructurii rețelei electrice și stocării energiei,

wind power might blow away all our energy problems.

energia eoliană ne-ar putea spulbera toate problemele energetice.