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

Translator: Hari Ranganadhan Reviewer: Young Translators

Every 24 hours, wind generates enough kinetic energy

ஒவ்வொரு 24 மணி நேரத்திற்கும், காற்று ஒவ்வொரு நாளும் மனிதகுலம் பயன்படுத்துவதை

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

விட சுமார் 35 மடங்கு அதிக மின்சாரம் தயா- ரிக்க போதுமான இயக்க ஆற்றலை உருவாக்குகிறது.

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

நிலக்கரி அல்லது எண்ணெய் போலல்லாமல், இது ஒவ்வொரு நாளும் புதுப்பிக்கப்படுகிறது.

So how can we harness this incredible amount of energy,

எனவே இந்த நம்பமுடியாத ஆற்றலை நாம் எவ்வாறு பயன்படுத்த முடியும்,

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

முழுக்க முழுக்க காற்றினால் இயங்கும் ஒரு உலகத்தை உருவாக்க முடியுமா?

The basic principle of wind energy is simple.

காற்றாலை ஆற்றலின் அடிப்படைக் கொள்கை எளிது.

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

ஒரு சுழலியை சுற்றி தொடர்ச்சியான துணி அல்லது கத்திகள் காற்றைப் பிடித்து

and translate its kinetic energy into rotational energy.

அதன் இயக்க ஆற்றலை சுழற்சி ஆற்றலாக மாற்றும்.

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

பாரம்பரிய காற்றாலைகள் அந்த சுழற்சி ஆற்றலை கோதுமை அரைக்க அல்லது தண்ணீரை

இறைக்க பயன்படுத்துகின்றன.

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

ஆனால் நவீன காற்று விசையாழிகளில், இது ஜென- ரேட்டரரை சுற்றி மின்சாரத்தை உருவாக்கும்.

This conversion from wind to rotational energy to electricity

இது காற்றிலிருந்து சுழற்சி ஆற்றலாக மாறி பின் மின்சாரமாக மாறுவது

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

19 ஆம் நூற்றாண்டில் கண்டுபிடிப்பு முதல் காற்று விசையாழிகளை வரையறுத்துள்ளது.

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

மூன்று முதன்மை காரணிகள் எவ்வளவு ஆற்றலை தயாரிக்கலாம் என்பதை

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

தீர்மானிக்கின்றன: கத்திகளின் அளவு மற்றும் நோக்குநிலை,

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

கத்தியின் காற்றியக்க வடிவமைப்பு, மற்றும் சுழலியை சுற்றும் காற்றின் அளவு.

First up, blade orientation.

முதலில், கத்தியின் நோக்குநிலை.

Wind turbines can be designed with their rotor

காற்று விசையாழிகளை அவற்றின் சுழலியை

on a vertical axis or a horizontal axis.

செங்குத்து அல்லது கிடைமட்ட அச்சில் வடிவமைக்கலாம்.

Vertical blades can pick up wind coming from any direction,

செங்குத்து கத்திகள் எந்த திசையிலிருந்தும் வரும் காற்றையும் எடுக்கும்,

but with much less efficiency than horizontal axis rotors.

ஆனால் கிடைமட்ட அச்சு சுழலிகளைக் விட மிகக் குறைந்த செயல்திறன் கொண்டது.

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

கிடைமட்ட வடிவமைத்த கத்திகள் காற்றின் முழு சக்தியையும் பிடிக்க அனுமதிக்கின்றன

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

காற்றின் திசையைக் பின்பற்றி அதை எதிர்கொள்ள திரும்பும்.

This turning process is called yawing,

இந்த திரும்பும் முறை யாவிங் என்று அழைக்கப்படுகிறது,

and older windmills achieved it through manual monitoring.

மற்றும் பழைய காற்றாலைகள் மனித கண்காணிப்பு மூலம் அதை அடைந்தன.

Today, wind sensors and computer systems automatically adjust the blades

இன்று, காற்று உணரிகள் மற்றும் கணினி அமைப்புகள் தானாக கத்திகளை

with expert precision to capture as much energy as possible.

நிபுணர் துல்லியத்துடன் முடிந்தவரை ஆற்றலைப் பிடிக்க சரி செய்கின்றன.

Outside rotor orientation,

சுழலி நோக்குநிலை தவிர்த்து,

the blades themselves need to be shaped to maximize efficiency.

கத்திகள் செயல்திறனை அதிகரிக்க வடிவமைக்கப்பட வேண்டும்.

While early designs used flat blades,

ஆரம்ப வடிவமைப்புகள் தட்டை கத்திகளைப் பயன்படுத்தினாலும்,

modern blades are curved like airplane wings.

நவீன கத்திகள் வளைந்திருக்கும் விமான இறக்கைகள் போன்றவை.

Wind travels faster over the curved surface,

வளைந்த மேற்பரப்பில் காற்று வேகமாக பயணிக்கிறது,

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

கத்திக்கு மேலே ஒரு குறைந்த அழுத்த இடத்தை உருவாக்கி அதை மேல்நோக்கி அனுப்புகிறது.

Since the amount of lift depends on the angle

தூக்குசக்தியின் அளவு கோணத்தை சார்ந்ததால்

at which the wind is moving relative to the blade,

காற்று எந்த கோணத்தில் கத்தியை ஒப்பிடும்போது நகருகிறதோ,

modern blades also incorporate a twist,

நவீன கத்திகள் ஒரு திருப்பத்தையும் இணைக்கின்றன,

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

கத்தி எவ்வளவு காற்றை வெட்ட முடியும் என்பதை மேம்படுத்துகிறது.

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

கண்ணாடியிழை மற்றும் பிசின் அடுக்குகளால் ஆன இந்த கத்திகள் போதுமான வலிமையுடன்

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

20 ஆண்டுகளுக்கும் மேலாக மழை, மின்னல், கொதிக்கும் சூரிய ஒளி தாங்கி செயல்படும்.

Even with aerodynamic blades and a horizontal rotor,

காற்றியக்க கத்திகள் மற்றும் கிடைமட்ட சுழலியுடன் கூட,

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

ஒரு காற்று விசையாழி காற்று வீசும் சூழலில் மட்டுமே காற்றைக் கைப்பற்ற முடியும்.

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

காற்றின் வேகம் பொதுவாக நீங்கள் வளிமண்டலத்தில் உயரே பயணிக்க அதிகரிக்கும்.

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

எனவே இன்று, பெரும்பாலான விசையாழிகள் 100 மீட்டர் உயரத்திற்கு மேலும்,

with equally large rotor diameters.

சமமான பெரிய சுழலி விட்டத்துடன் உள்ளன.

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

இந்த உயரமும் அளவையும் கொண்ட ஒரு விசையாழி பெரிய அளவிலான காற்றைக் கைப்பற்றி,

generating enough electricity every year to power 750 American homes.

750 அமெரிக்க வீடுகளுக்கு ஒவ்வொரு வருடமும் தேவையான மின்சாரத்தை உருவாக்குகிறது.

A wind farm of 200 similarly sized turbines

200 ஒத்த அளவிலான காற்றாலை பண்ணை விசையாழிகள்

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

150,000 அமெரிக்க வீடுகளுக்கு மின்னூட்ட முடியும்—அல்லது இருமடங்கு ஐரோப்பிய—

for an entire year.

வீடுகளுக்கு ஒரு ஆண்டு முழுவதும்.

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

கடல் காற்று பண்ணைகள் இன்னும் பெரிய விசையாழிகளைக் கொண்டிருக்கின்றன.

In 2019, the largest wind turbine ever built

2019 ஆம் ஆண்டில், இதுவரை கட்டப்பட்ட மிகப்பெரிய காற்று விசையாழி

began operating off the coast of the Netherlands.

நெதர்லாந்தின் கடற்கரையில் செயல்படத் தொடங்கியது.

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

220 மீட்டர் விட்டம் கொண்ட, இந்த விசையாழிகளில் ஒன்று

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

16,000 ஐரோப்பிய குடும்பங்களின் ஆண்டு மின் தேவைகளை பூர்த்தி செய்ய முடியும்.

Despite its amazing potential, wind energy still faces challenges.

அதன் அற்புதமான ஆற்றல் இருந்தும், காற்றாலை ஆற்றல் இன்னும் சவால்களை எதிர்கொள்கிறது.

Wind may be a free and unlimited fuel,

காற்று ஒரு இலவச வரம்பற்ற எரிபொருளாக இருக்கலாம்,

but no matter how large or efficient a turbine is

ஆனால் ஒரு விசையாழி பெரியதாக அல்லது திறமையானதாக இருந்தாலும்

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

எவ்வளவு காற்றை மின்சாரமாக மாற்ற முடியும் என்பதற்கு கணித வரம்பு உள்ளது.

German physicist Albert Betz calculated

ஜெர்மன் இயற்பியலாளர் ஆல்பர்ட் பெட்ஸ் கணக்கிட்டார்

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

கத்திகள் சுழன்று கொண்டிருக்க சில காற்று இருக்க வேண்டும் என்பதால்,

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

ஒரு விசையாழி காற்றின் ஆற்றலில் 59.3% ஐ மட்டுமே கைப்பற்ற முடியும்.

Additionally, some people feel turbines disrupt natural scenery,

கூடுதலாக, சிலர் விசையாழிகள் இயற்கை காட்சியை சீர்குலைப்பதாக கருதுகிறார்கள்,

and wind energy’s intermittent availability

மற்றும் காற்றாலை ஆற்றலின் இடைப்பட்டு கிடைக்கும் தன்மை

can make it difficult to integrate into electrical grids.

மின் இணைத் தொகுதியுடன் ஒருங்கிணைப்பதை கடினமாக்குகிறது.

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

ஆனால் இந்த சவால்களுடன் கூட, நவீன காற்று விசையாழிகள் காற்றின் ஆற்றலை

the most efficient and inexpensive source of electricity.

மிகவும் திறமையான மற்றும் மலிவான மின்சாரத்தின் மூலமாக உருவாக்கியுள்ளன.

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

காற்று விசையாழிகள் ஏற்கனவே உலகில் உள்ள சமூகங்களுக்கு தேவையான ஆற்றலை தருகின்றன.

And for many farmers, hosting a wind turbine

பல விவசாயிகளுக்கு, ஒரு காற்றாலை விசையாழி வழங்கும்

can be a reliable source of additional income.

கூடுதல் வருமானம் நம்பகமான ஆதாரமாக இருக்கலாம்.

With continued improvements in wind forecasting,

காற்று முன்னறிவிப்பு, மின் இணைத் தொகுதி மற்றும்

electrical grid infrastructure and energy storage,

ஆற்றல் சேமிப்பில் தொடர்ச்சியான முன்னேற்றங்களுடன்

wind power might blow away all our energy problems.

காற்றின் சக்தி நமது ஆற்றல் பிரச்சினைகள் அனைத்தையும் வீசி நீக்கக்கூடும்.