Med kostnadene ved å produsere energi anslått til å fortsette å stige, og forurensning blir et alvorlig miljøproblem, finne fornybare kilder til billig og ren energi er blitt en viktig næring. Vindkraft har lenge vært regnet som en mulig kilde til fornybar energi, men har gjort sine største fremskritt i de siste 20 årene. Av 2001 ble over 2000 megawatt vindkraft kapasitet lagt i USA og denne kapasiteten fortsetter å øke i dag.

Turbiner

Vindturbiner fungerer det motsatte av en fan. I stedet for å bruke elektrisitet til å skape vind som en vifte, er vinden brukes til å slå en vifte og lage elektrisitet. Siden vinden er fremstilt ved virkningen av solen oppvarming av atmosfæren, vinden er faktisk en form for solenergi, så i praksis vindenergi er solenergi. Turbiner temme denne energi ved hjelp av kraften av vinden blåser mot dem for å slå en sentral aksel.

Drift

For å utnytte vindenergien, en vifte, eller mer nøyaktig en turbin, er montert på en lang søyle. Turbinen er forbundet ved hjelp av tannhjul på en aksel, som i sin tur er koblet til en generator. Som vinden presser mot turbinen det fører det til å svinge. Denne bevegelse overføres til akselen, som slår generator for å produsere elektrisk energi. To typer av turbiner benyttes på denne måte.

Typer

Den vanligste type vindturbin er den horisontale akse turbinen. Denne turbinen ligner en tradisjonell vifte eller propell utforming ha vinger som er montert horisontalt på en sentral akse tettest. Den andre typen er en turbin med vertikal akse, som bruker skovler montert vertikalt i serie eller i parallell rundt en sentral akse. Disse lamellene opererer på de samme prinsipper som en flyvinge, og når vinden passerer over dem de skaper løft. Denne løftekraft som blir utnyttet, noe som fører til skovlene og akselen de er festet til å rotere rundt en sentral akse. Akselen er koblet til en aksel, og resten av prosessen er den samme som med en horisontal turbin. Disse vertikale turbiner er mye mindre effektive enn horisontale turbiner, og er mer nyttig for å lage mekanisk kraft i stedet for elektrisk kraft.

Metoder

Vindkraft er ikke konstant. På grunn av denne vindturbiner ikke kan frembringe en jevn tilførsel av elektrisk energi. For å øke effektiviteten og anvendeligheten vindturbiner, må strømmen brukes umiddelbart eller lagres for senere bruk. I storskala vindmølleoperasjoner hvor mange turbiner er ordnet i serien til å produsere store mengder elektrisk kraft, elektrisk energi fra vindturbinene blir sendt direkte til det normale strømnettet som leverer strøm til området rundt. I små programmer som enslige hjem vindturbiner, er energi fra vindturbinen brukes til å drive hjemme mens også lade batteriene i perioder når vinden aktiviteten er for lav til å gi tilstrekkelig energi.

Effektivitet

Vindturbiner produserer ingen forurensing og bruke ingen ikke-fornybare energikilder for å lage elektrisitet, så effektivitet er en omtrentlig verdi. Turbin effektivitet bestemmes av hvor godt det konverterer vindenergi til elektrisitet. Hvor godt et turbin konverterer vindenergi til elektrisk energi er bestemt av størrelsen på turbinen, størrelsen av bladene, tettheten av luften, og hvor hurtig luften beveger seg. Fysikken bak vind energieffektivitet grense hvor mye total energi en turbin kan trekke ut fra vinden. Betz lov sier at en vindturbin kan bare trekke opp til 59 prosent av energien fra vinden, så jo nærmere en turbin gjelder å nå denne prosenten, jo mer effektivt det er.