Tuulivoimalat
Tyypit
Tuulivoimajärjestelmien toteuttamisessa käytetään pääasiassa kahta tuulivoimalatyyppiä: vaaka-akselisia tuulivoimaloita (HAWT) ja pystyakselisia tuulivoimaloita (VAWT). HAWT-tuulivoimalat ovat yleisimmin käytetty tyyppi, ja kussakin turbiinissa on kaksi tai kolme lapaa tai levy, joka sisältää useita lapoja (monilapatyyppinen), jotka on kiinnitetty kuhunkin turbiiniin. VAWT:t pystyvät hyödyntämään mistä tahansa suunnasta puhaltavaa tuulta, ja niissä on yleensä pystysuoran navan ympärillä pyörivät lavat.
HAWT:t luokitellaan joko korkean tai matalan kiintoainepitoisuuden omaaviksi laitteiksi, joissa kiintoainepitoisuudella tarkoitetaan kiinteää materiaalia sisältävän pyyhkäisypinta-alan prosenttiosuutta. Korkean kiintoainepitoisuuden omaaviin HAWT-laitteisiin kuuluvat monilapaiset tyypit, jotka peittävät lapojen pyyhkimän kokonaispinta-alan kiintoaineella maksimoidakseen lapojen kanssa kosketuksiin joutuvan tuulen kokonaismäärän. Esimerkki korkean kiinteyden omaavasta HAWT-turbiinista on monilapainen turbiini, jota käytetään veden pumppaamiseen maatiloilla ja jota näkee usein Amerikan länsimaiden maisemissa. Matalan kiinteyden omaavissa HAWT-turbiineissa käytetään useimmiten kahta tai kolmea pitkää lapa, ja ne muistuttavat ulkonäöltään lentokoneiden potkureita. Low-solidity HAWT:n pyyhkäisypinta-alalla on vähän materiaalia, mitä kompensoidaan nopeammalla pyörimisnopeudella, jota käytetään pyyhkäisypinta-alan täyttämiseen. Vähäkiinteät HAWT-tuulivoimalat ovat yleisimmin käytettyjä kaupallisia tuuliturbiinityyppejä, ja niitä esitellään useimmiten myös tiedotusvälineissä. Nämä HAWT:t tarjoavat suurimman hyötysuhteen sähköntuotannossa, ja siksi ne kuuluvat kustannustehokkaimpiin käytettyihin malleihin.
Vähemmän käytetyt, enimmäkseen kokeelliset VAWT:t sisältävät malleja, jotka vaihtelevat muodoltaan ja tuulienergian hyödyntämistavaltaan. Darrieus VAWT, jossa käytetään kaarevia lapoja kaarevassa kaarirakenteessa, tuli yleisimmäksi VAWT:ksi 2000-luvun alussa. H-tyyppisissä VAWT-laitteissa käytetään kahta suoraa lavaa, jotka on kiinnitetty tornin kummallekin puolelle H:n muotoon, ja V-tyyppisissä VAWT-laitteissa käytetään suoria lapoja, jotka on kiinnitetty vinosti akseliin muodostaen V:n muodon. Useimmat VAWT:t eivät ole taloudellisesti kilpailukykyisiä HAWT:iden kanssa, mutta kiinnostus VAWT:iden tutkimukseen ja kehittämiseen jatkuu, erityisesti integroitujen tuulienergiajärjestelmien rakentamiseksi.