توربین بادی Wind Turbine
در این توربین‌ها از نیروی باد جهت به حرکت در آوردن توربین استفاده می‌شود. امروزه از توربین‌های بادی در نیروگاههای بادی جهت تولید برق استفاده می‌شود.
اساس کار توربین‌های بادی Wind Turbine بدین نحو است که انرژی جنبشی باد پره‌هایی را که به دور روتور توربین متصل هستند را به گردش در می‌آورد، روتور نیز به یک شفت مرکزی متصل است که با چرخش آن، ژنراتور نیز به گردش در آمده و الکتریسیته تولید می‌شود. بنابراین توربین‌های بادی انرژی جنبشی باد را به توان مکانیکی تبدیل می‌کنند و این انرژی مکانیکی از طریق محور به ژنراتور انتقال پیدا کرده و در نهایت انرژی الکتریکی تولید می‌گردد.
توربین‌های بادی به دو دسته زیر تقسیم بندی می‌شوند:
• توربین بادی Wind Turbine با محور افقی (Horizontal Axis Wind Turbine)
• توربین بادی Wind Turbine با محور عمودی (Vertical Axis Wind Turbine)
توربین بادی Wind Turbine با محور افقی
توربین بادی Wind Turbine با محور افقی پیشینه بیشتری داشته و امروزه هم بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این توربین ها، روتور و ژنراتور الکتریکی در بالای یک برج بلند قرار گرفته و می‌بایست در راستای جهت وزش باد قرار گیرند. اگر جهت وزش باد به پره‌ها از روبرو باشد به این حالت Up- Wind می‌گویند. اما اگر جهت وزش باد از پشت پره‌ها باشد به این حالت Down- Wind گفته می‌شود. در توربین، توسط قطعه‌ای به نام Anemometer سرعت باد سنجیده می‌شود و اطلاعات بدست آمده به کنترل کننده ارسال می‌گردد. قطعه ی Controller زمانی که سرعت باد در محدوده مجاز باشد، ماشین را راه اندازی می‌کند و هنگامی که سرعت باد بیشتر از حد مجاز (۶۵ mph) شود دستور خاموش شدن ماشین را صادر می‌کند زیرا در این شرایط ژنراتور به سرعت به حرارت بسیار بالایی خواهد رسید.
توسط قطعه ی Wind Vane جهت وزش باد اندازه گیری می‌شود و این قطعه کمک می‌کند تا جهت توربین نسبت به جهت باد در وضعیت مناسبی قرار گیرد.
هنگامی که باد در خلاف جهت توربین می‌وزد و باید روتور در مقابل وزش باد از روبرو قرار گیرد، از درایو انحراف (Yaw Drive) استفاده می‌شود. برای به حرکت در آوردن درایو انحراف از موتور انحراف (Motor Yaw) استفاده می‌شود. واضح است که اگر وزش باد در جهت توربین باشد دیگر نیازی به استفاده از درایو انحراف نیست.
در بیشتر این توربین‌های بادی، با استفاده از یک جعبه دنده، سرعت چرخش پایین پره‌ها را به سرعت بیشتری برای ژنراتور تبدیل می‌کنند. اما در برخی طراحی ها، محور با همان سرعت اولیه، ژنراتور را می‌چرخاند.
توربین‌های بادی با محور افقی دارای بازدهی خوبی می‌باشند اما تعمیر و نگهداری آنها به جهت قرارگیری تجهیزات در ارتفاع بالا، مشکل می‌باشد.
توربین بادی Wind Turbine با محور عمودی
در توربین‌های بادی Wind Turbine با محور عمودی، روتور اصلی بصورت عمودی قرار می‌گیرد. این توربین‌ها نیازی به تنظیم بخاطر قرار گیری نسبت به جهت وزش باد ندارند و این نکته در مکان‌هایی که جهت وزش باد خیلی متغیر است مثلا در بالای ساختمان ها، یک امتیاز به شمار می‌آید.
با توجه به اینکه محور عمودی می‌باشد، می‌توان جعبه دنده و ژنراتور را در نزدیکی زمین قرار داد که این موضوع دسترسی به این تجهیزات را برای تعمیر و نگهداری آسان تر می‌کند.
از معایب این توربین‌ها می‌توان به کم بودن سرعت دورانی، زیاد بودن گشتاور، بار گذاری دینامیکی زیاد پره ها، بازدهی کمتر نسبت به توربین‌های افقی، هزینه بیشتر سیستم انتقال قدرت، و همچنین پیچیدگی زیاد طراحی و تحلیل ایرفویل پره‌ها پیش از ساخت پیش نمونه (پروتوتایپ) اشاره کرد.
توربین‌های بادی با محور عمودی به شکل‌های مختلفی ساخته می‌شوند که دو نوع عمده آنها توربین‌های بادی داریوس (Darrieus) و ساوونیوس (Savonius) هستند.
توربین‌های بادی افقی غالبا دارای ۳ پره می‌باشند. پره‌ها معمولا دارای طولی بین ۲۰ تا ۴۰ متر و در توربین‌های بزرگ بیشتر از ۶۰ متر می‌باشند و سرعت دورانی آنها حدود ۱۰ تا ۳۰ دور بر دقیقه می‌باشد.
اگر در یک توربین بادی طول پره ۴۰ متر باشد و با سرعت ۲۰ دور بر دقیقه دوران کند، آنگاه سرعت خطی نوک پره‌های آن حدود ۳۰۲ کیلومتر بر ساعت خواهد بود.
برج که پایه توربین را تشکیل می‌دهد بصورت لوله ی فولادی با ارتفاع ۶۰ تا ۶۰ متر و در توربین‌های بزرگ بیشتر از ۱۰۰ متر می‌باشد. برای عملیات پی ریزی و استقرار برج پایه توربین بادی می‌بایست گودالی به عمق ۵۰ متر حفر شود.
برخی از مدل‌های توربین بادی Wind Turbine، در سرعت ثابت کار می‌کنند ولی توربین‌های با سرعت متغیر انرژی بیشتری می‌توانند تولید کنند، که به واسطه نیروی لیفت و دراگ پره‌ها به حرکت در می‌آیند.
هر چند نیروی باد یک منبع انرژی سالم و غیر آلاینده محیط زیست به شمار می‌آید اما احداث یک مزرعه توربین بادی می‌تواند باعث بروز لطمه‌های شدیدی به محیط زیست منطقه گردد. برای حفر گودال‌ها اگر زمین منطقه مورد نظر پوشیده از تخته سنگ باشد، از دینامیت استفاده می‌شود که این کار به شدت بر روی اکو سیستم منطقه و گونه‌های گیاهی تاثیر می‌گذارد. همچنین احداث جاده‌ها به منظور دسترسی به محل توربین‌های بادی موجب نابودی بسیاری از زیستگاه‌های حیات وحش می‌شود.
