在美國，我們 8% 的能源發電能力來自風力渦輪機——這比任何其他可再生資源都多——而且風力發電在過去十年中增長了兩倍多。超過一半的發電能力來自五個州：得克薩斯州、艾奧瓦州、俄克拉荷馬州、加利福尼亞州和堪薩斯州。根據美國風能協會的資料，全國有超過 56,000 颱風力渦輪機，發電能力約為 96,000 兆瓦，足以供超過 1500 萬個家庭使用。美國能源部預計，到 2050 年，風電裝機容量將增加到400 吉瓦以上。
您如何參與這項不斷增長的風能行動？許多電力公司允許您使用風能和其他可再生能源，如果您為“綠色”選項支付更多的費用。更多消費者註冊綠色能源意味著這些電力公司將努力採購更多綠色能源。讓我們來看看風力渦輪機是如何工作的，以及一些潛在的優點和缺點。
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風力渦輪機如何工作？
風能實際上始於太陽。為了讓風吹起來，太陽首先加熱一塊陸地以及上方的空氣。熱空氣會上升，因為給定體積的熱空氣比相同體積的冷空氣輕。然後，較冷的空氣湧入以填補熱空氣留下的空隙，瞧：一陣風。
能源效率和可再生能源辦公室將風力渦輪機描述為“風扇的逆向裝置”。簡而言之，渦輪機吸收風中的能量並將其轉化為電能。那麼它是如何做到的呢？
首先，風對細長的葉片施加壓力，通常是 2 個或 3 個葉片，導致它們旋轉，很像風推動帆船沿著水面上的路徑前進。然後，旋轉的葉片會使轉子或渦輪機上的錐形罩以及內部軸也以大約 30 – 60 轉/分鐘的速度旋轉。
最終目標是在發電機中旋轉磁鐵元件，這將透過電磁感應在導線線圈中產生電壓。然而，發電機需要更快的轉速，因此齒輪箱通常透過將轉速提高到大約 1000 到 1800 轉/分鐘，將這個較低速度的軸連線到較高速度的軸。這些齒輪箱既昂貴又笨重，因此工程師們正在尋求設計更多可以在較低速度下工作的“直接驅動”發電機。