пропорційна квадрату швидкості вітру, а питома потужність, що переноситься вітром через одиницю площі, пропорційна кубу швидкості вітру. Тому головною характеристикою вітру як джерела енергії є його швидкість.
Нерівномірність розподілу сонячного випромінювання по всій земній кулі, відмінність протягом дня і ночі і різні фізичні характеристики морської води і суші призводять до неоднорідності атмосферної температури і тиску, що призводить до появи вітру. Більш-менш широкомасштабна і постійна циркуляція повітря, що викликається різницею в температурах, відбувається між екваторіальними регіонами і вищими широтами. Ця різниця викликає рух повітря у верхніх шарах атмосфери від екватора на північ і південь, а в нижніх - у зворотному напрямку. Діюча на ці потоки сила Коріоліса, відхиляє верхній потік на схід, а нижній на захід, викликаючи пасати. Північно-східні і південно-східні пасати є одними з найбільш постійних вітрів на Землі із середньою швидкістю від 8 до 14 м / с. Швидкість вітру має тенденцію до зростання в міру наближення до південних широт аж до 60-й паралелі.
Існує так само більш-менш постійні вітру місцевого масштабу. Поблизу морського чи океанського узбережжя можна спостерігати бризи, які в денний час дмуть з моря на сушу, а вночі навпаки. Мусони також є постійними вітрами, міняють свій напрям двічі на рік. Вони виникають через сезонні температурних відмінностей між сушею і океаном. Більш-менш постійні вітру з досить великими швидкостями існують в гірських областях на гребенях, в ущелинах і тіснинах. Однак, загалом і в цілому вітер має непостійну природу, що слід брати до уваги розробляючи плани з використання вітру як енергоджерела.
Існує два типи механізмів, підйомні і тягнуть, які здатні перетворювати потужність вітру в роторі в корисну енергію. У першому типі механізмів рушійною силою є аеродинамічна підйомна сила, що виникає внаслідок взаємодії потоку повітря з аеродинамічною поверхнею лопаті.
Цей же принцип діє і в літаковому крилі. Другий тип використовує тягнучу силу.
В даний час у великомасштабних вітрових двигунах використовуються високошвидкісні механізми, що використовують підйомну силу і розроблені для роботи з сильним вітром.
Механізми, засновані на силі тяги, найчастіше менших розмірів з багатополярного роторами, їх застосовують при низькій швидкості вітру.
Головна частина вітроенергетичної установки - ротор. У великих машин зазвичай буває дві або три лопаті, які кріпляться до втулки. Інші вузли вітродвигуна розміщені в гондолі, яка розташована на вершині високої вежі. Висота вежі зазвичай приблизно дорівнює діаметру ротора.
Великі установки в межах сотень кіловат підключаються до загальної енергосистеми. У місцях із сприятливими характеристиками вітру доцільно встановлювати відразу кілька вітрових установок, утворюючи при цьому вітрову електростанцію, що дозволяє знизити експлуатаційні витрати. Подібні електростанції зазвичай високо автоматизовані і обслуговуються невеликим персоналом. До вітрової турбіни можуть бути приєднані два типи електрогенераторів: синхронний і асинхронний. У синхронному генераторі в обмотці ротора виникає магнітне поле, чітко поєднане з обертовим магнітним полем статора. Тому вітрова турбіна, поєднана з синхронним генератором, повинна обертатися зі строго постійно...
