How Does Wind Energy Work?

米国では、エネルギー生成能力の8%が風力タービンによるもので、これは他の再生可能資源よりも多く、風力発電は過去10年間で3倍以上に増加しています。 その半分以上は、テキサス州、アイオワ州、オクラホマ州の5つの州で発電されています。 その半分以上は、テキサス州、アイオワ州、オクラホマ州、カリフォルニア州、カンザス州の5つの州で発電されています。 米国風力エネルギー協会によると、国内には56,000基以上の風力タービンがあり、その発電能力は約96,000メガワットで、これは1,500万世帯以上の電力に相当します。 米国エネルギー省は、2050年には風力発電の容量が400ギガワット以上になると予測しています。

この風力発電に参加するにはどうすればよいのでしょうか。 多くの電力会社では、「グリーン」オプションに多少の費用を支払うことで、風力やその他の再生可能エネルギーを利用することができます。 より多くの消費者がグリーンエネルギーを契約することは、電力会社がより多くのグリーンエネルギーを調達することにつながります。 ここでは、風力発電の仕組みと、そのメリット・デメリットをご紹介します。

風車の仕組み

風力発電は、実は太陽から始まっています。 風が吹くためには、まず太陽が土地の一部とその上の空気を暖めます。 同じ体積の冷たい空気よりも、ある体積の熱い空気の方が軽いので、熱い空気は上昇します。 その後、冷たい空気が熱い空気の隙間を埋めるために入ってきて、一陣の風が吹きます。

Office of Energy Efficiency and Renewable Energy（米国エネルギー効率・再生可能エネルギー庁）は、風力タービンを「扇風機の逆」と表現しています。 簡単に言えば、タービンは風のエネルギーを電気に変換するのです。 では、どうやって変換するのでしょうか？

まず、風が細長いブレード（通常は2〜3枚）に圧力をかけて回転させます。これは、風がヨットを押して水面を進むのと同じです。 このブレードが回転することで、ローター（タービンの円錐形のキャップ）と内部のシャフトが1分間に約30〜60回転します。

最終的な目標は、発電機の中の磁石の集合体を回転させ、電磁誘導によってワイヤーのコイルに電圧を発生させることです。 しかし、発電機はより速い回転数を必要とするため、一般的にはこの低速軸と高速軸をギアボックスで接続し、回転数を毎分1000〜1800回転程度にまで高めます。

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