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

Prevodilac: Milana Popara Lektor: Milenka Okuka

Every 24 hours, wind generates enough kinetic energy

Svakih 24 sata, vetar generiše dovoljno kinetičke energije

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

da proizvede otprilike 35 puta više struje nego što ljudi iskoriste svaki dan.

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

Za razliku od uglja ili nafte, ovaj resus je potpuno obnovljiv svakoga dana.

So how can we harness this incredible amount of energy,

Stoga, kako možemo da iskoristimo ovu neverovatnu količinu energije,

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

i da li je moguće stvoriti svet koji je u potpunosti na pogon vetra?

The basic principle of wind energy is simple.

Osnovni princip energije vetra je jednostavan.

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

Niz jedara ili krila, montiranih oko rotora, hvata vetar

and translate its kinetic energy into rotational energy.

i pretvara njegovu kinetičku energiju u rotacionu energiju.

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

Tradicionalne vetrenjače koriste tu rotacionu energiju

da melju žito ili pumpaju vodu.

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

Ali u modernim vetrenjačama, pokreće se generator koji stvara struju.

This conversion from wind to rotational energy to electricity

Ova konverzija od vetra preko rotacione energije do struje

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

definiše vetrenjače još od njihovog izuma u kasnom 19. veku.

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

Postoje tri primarna faktora koja utiču na to koliko energije

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

mogu proizvesti: veličina i orijentacija krila,

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

aerodinamički dizajn krila i količina vetra koja pokreće rotor.

First up, blade orientation.

Najpre, orijentacija krila.

Wind turbines can be designed with their rotor

Vetrenjače mogu biti dizajnirane sa rotorom

on a vertical axis or a horizontal axis.

sa vertikalnom ili horizontalnom osovinom.

Vertical blades can pick up wind coming from any direction,

Vertikalna krila mogu da uhvate vetar koji duva iz bilo kog pravca,

but with much less efficiency than horizontal axis rotors.

ali sa mnogo manje efikasnosti u poređenju sa rotorima sa horizontalnom osovinom.

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

Horizontalni dizajn omogućuje krilima da uhvate punu snagu vetra

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

praćenjem pravca duvanja vetra i usmeravanjem prema vetru.

This turning process is called yawing,

Ovaj proces zaokretanja

and older windmills achieved it through manual monitoring.

je kod starijih vetrenjača obavljan ručno.

Today, wind sensors and computer systems automatically adjust the blades

Danas, senzori i kompjuterski sistemi automatski podešavaju krila

with expert precision to capture as much energy as possible.

sa ekspertskom preciznošću kako bi se uhvatilo što je moguće više energije.

Outside rotor orientation,

Pored orijentacije rotora,

the blades themselves need to be shaped to maximize efficiency.

krila moraju biti određenog oblika kako bi efikasnost bila što je moguće veća.

While early designs used flat blades,

Dok su početni dizajni koristili ravna krila,

modern blades are curved like airplane wings.

moderna krila su zakrivljena poput krila aviona.

Wind travels faster over the curved surface,

Vetar duva brzo preko zakrivljene površine,

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

čime se stvara nizak pritisak iznad krila koji ga tera da se kreće na gore.

Since the amount of lift depends on the angle

S obzirom na to da količina podizanja zavisi od ugla

at which the wind is moving relative to the blade,

pri kome se vetar kreće u donosu na krila,

modern blades also incorporate a twist,

moderna krila takođe sadrže zakrivljenje,

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

čime se optimizuje površina krila koja preseca vetar.

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

Napravljena od staklene vune i slojeva smole, ova krila su dovoljno jaka

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

da rade za vreme kiše, grmljavine i jakog sunca i preko 20 godina.

Even with aerodynamic blades and a horizontal rotor,

Čak i sa aerodinamičkim krilima i rotorom sa horizontalnom osovinom,

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

vetrenjača može uhvatiti vetar samo ako je u vetrovitoj sredini.

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

Obično je brzina vetra veća na većim nadmorskim visinama.

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

Te stoga, većina turbina su visoke znatno preko 100 metara,

with equally large rotor diameters.

sa jednako velikim prečnikom rotora.

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

Turbina ove visine i veličine može da uhvati ogromnu količinu vetra,

generating enough electricity every year to power 750 American homes.

stvarajući dovoljno struje svake godine kako bi se napojilo 750 američkih domova.

A wind farm of 200 similarly sized turbines

Polje vetrenjača sa 200 turbina ove veličine

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

u stanju je da napaja preko 150 000 američkih ili dvostruko evropskih domova.

for an entire year.

u toku cele godine.

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

Morske farme vetrenjača sadrže još više čak i većih vetrenjača.

In 2019, the largest wind turbine ever built

Najveća vetrenjača ikada napravljena je počela sa radom 2019. na obali Holandije.

began operating off the coast of the Netherlands.

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

Sa rotorom dijametra od 220 metara, samo jedna ovakva turbina

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

može da zadovolji godišnje potrebe za strujom 16 000 evropskih domaćinstava.

Despite its amazing potential, wind energy still faces challenges.

Uprkos ogromnom potencijalu,

energija vetra se još uvek suočava sa velikim izazovima.

Wind may be a free and unlimited fuel,

Vetar je možda besplatno i neograničeno gorivo,

but no matter how large or efficient a turbine is

ali bez obzira na veiličinu ili efikasnost turbina,

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

postoji matematičko ograničenje koliko vetra mogu da pretvore u struju.

German physicist Albert Betz calculated

Nemački fizičar Albert Bec je izračunao

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

da pošto deo vetra mora ostati kako bi se krila obrtala,

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

turbina može iskoristiti svega 59,3% energije vetra.

Additionally, some people feel turbines disrupt natural scenery,

Dodatno, neki smatraju da vetrenjače narušavaju prirodni pejzaž,

and wind energy’s intermittent availability

a kako je energija vetra nestalna,

can make it difficult to integrate into electrical grids.

to otežava njenu integraciju u električnu mrežu.

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

Ali čak i sa ovim poteškoćama, moderne vetrenjače su učinile energiju vetra

the most efficient and inexpensive source of electricity.

najefikasnijim i najjeftinijim izvorem električne enrgije.

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

Vetrenjače već pružaju nužnu energiju zajednicama širom sveta.

And for many farmers, hosting a wind turbine

Za mnoge farmere, instaliranje vetrenjače

can be a reliable source of additional income.

može biti siguran izvor dodatnog prihoda.

With continued improvements in wind forecasting,

Sa konstantnim unapređenjem u prognozi vetra,

electrical grid infrastructure and energy storage,

te u infrastrukturi električne mreže i skladištenju energije,

wind power might blow away all our energy problems.

energija vetra bi mogla da oduva sve naše energetske probleme.