توربین بادی به توربینی گفته می‌شود که برای تبدیل انرژی جنبشی باد به انرژی مکانیکی استفاده می شود. توربین‌های بادی در دو نوع با محور افقی و با محور عمودی ساخته می‌شوند.

افزایش روز افزون جمعیت نیاز به توسعه پایدار انرژی را روز به روز بیشتر می­ کند. همچنین افزایش سطح گاز­های گلخانه­ ای و کاهش سطح ذخایر انرژی فسیلی توجه دولت مردان و مراکز تحقیقاتی دنیا را به سمت انرژی­های تجدیدپذیر معطوف کرده است. در میان انرژی­ های تجدیدپذیر، انرژی باد یکی از مطرح ­ترین گونه­ های انرژی­ های تجدیدپذیر می باشد به طوری که در طرح­ های توسعه یافته شده توسط آژانس بین المللی انرژی تا سال 2050 نزدیک به 5100 ترا­وات ساعت از برق تولیدی در جهان از طریق انرژی بادی خواهد بود. جمهوری اسلامی ایران با در اختیار داشتن مناطق باد خیز متعدد، در سالیان اخیر اقدامات ارزشمندی در راستای استفاده از انرژی باد نموده است. بنا­بر اطلاعات موجود نزدیک به 110 مگاوات نیروگاه بادی تاکنون در کشور نصب گردیده و برق تولیدی از آن به شبکه سراسری انتقال می­ یابد. انرژي باد نظير ساير منابع انرژي تجديدپذير از نظر جغرافيايي گسترده و در عين حال به صورت پراكنده و غير متمركز محسوب می‌شود که تقريباً هميشه در دسترس است.

انرژی باد دارای مزایای بسیاری است که عبارتند از:

• عدم نیاز این تجهیزات تولید توان به سوخت‌های فسیلی
• رايگان بودن انرژي باد
• توانايي تأمين بخشي از تقاضاي انرژي برق
• كمتر بودن نسبي قيمت انرژي حاصل از باد نسبت به انرژي‌هاي فسيلي
• كمتربودن هزينه‌هاي جاري و هزينه‌هاي سرمايه­ گذاري انرژي باد در بلند مدت
• قدرت مانور زياد، جهت بهره­ برداري در هر ظرفيت و اندازه و عدم نياز به منابع آب
• عدم نياز به زمين زياد براي نصب و استقرار تاسیسات 
• نداشتن آلودگي زيست محيطي نسبت به سوخت­هاي فسيلي

توربین­ های بادی انرژی جنبشی باد را به توان مکانیکی تبدیل می­ نمایند و این توان مکانیکی از طریق شفت به ژنراتور انتقال پیدا کرده و در نهایت انرژی الکتریکی تولید می ­شود. توربین­ های بادی بر اساس یک اصل ساده کار می­ کنند. انرژی باد دو یا سه پره­ای را که بدور روتور توربین بادی قرار گرفته­ اند را به چرخش در می ­آورد. روتور به یک شفت مرکزی متصل می ­باشد که با چرخش آن ژنراتور نیز به چرخش در آمده و الکتریسیته تولید می ­شود. توربین­ های بادی بر روی برج ­های بلندی نصب می ­شوند تا بیشترین انرژی ممکن را دریافت کنند، بلندی این برج ­ها در مقیاس مگاوات به 100 متر بالاتر از سطح زمین نیز می رسد.

توربین­های بادی مدرن به دو شاخه اصلی تقسیم می ­شوند:

1. توربین­های با محور افقی
2. توربین­های با محور عمودی

می­ توان از توربین­ های بادی با کارکردهای مستقل استفاده نمود، و یا می ­توان آنها را به یک ” شبکه سراسری برق “ وصل کرد، یا حتی می­ توان با یک سیستم سلول خورشیدی یا فتوولتائیک ترکیب کرد. عموماً از توربین­ های مستقل برای پمپاژ آب یا ارتباطات استفاده می ­کنند، هرچند که در مناطق بادخیز مالکین خانه ­ها و کشاورزان نیز می ­توانند از توربین­ ها برای تولید برق استفاده نمایند.

 برای کاربردهایی مانند شارژکردن باتریها یا توان کمکی در قایق‌های بادبانی مورد استفاده قرار می‌گیرند، در حالی که توربین‌های بادی بزرگ‌تر با چرخاندن ژنراتور، و تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی، به عنوان یک منبع تولید انرژی الکتریکی به‌شمار می‌روند.

  * انواع توربین‌های بادی

پرهٔ توربین‌های بادی می‌تواند به دور محور افقی یا عمودی دوران کند. توربین بادی با محور افقی، پیشینهٔ بیشتری داشته و امروزه هم بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد. در مقابل، مزیت توربین بادی با محور عمودی، عدم حساسیت نسبت به جهت وزش باد و عدم نیاز به یک پایهٔ مرتفع است.

توربین بادی با محور افقی

در توربین‌های بادی با محور افقی (به انگلیسی: Horizontal Axis Wind Turbine) که به اختصار HAWT هم نامیده می‌شوند، روتور و ژنراتور الکتریکیدر بالای یک برج بلند قرار گرفته و باید در راستای باد قرار گیرند. توربین‌های بادی کوچک برای تعیین جهت وزش باد از یک بادنمای ساده استفاده می‌کنند، ولی توربین‌های بزرگ‌تر معمولاً از یک سنسور باد که با یک سرووموتور در ارتباط است، استفاده می‌کنند. بیشتر این توربین‌های بادی، با استفاده از یک جعبه‌دنده، سرعت چرخش کُند پره‌ها را به سرعت بیشتری برای ژنراتور تبدیل می‌کنند.

 

توربین‌های بادی امروزی

توربین‌های بادی که امروزه در نیروگاه‌های بادی برای تولید تجاری برق مورد استفاده قرار می‌گیرند، معمولاً سه-پره بوده و با استفاده از سامانه‌های کنترل رایانه‌ای در جهت وزش باد قرار می‌گیرند. البته توربین‌های باد با دو پره و حتی یک پره هم استفاده می‌شوند.  پره‌های این توربین‌ها، معمولاً طولی بین ۲۰ تا ۴۰ متر و حتی بیشتر و سرعت دورانی حدود ۱۰ تا ۲۲ دور بر دقیقه دارند. اگر طول پرهٔ یک توربین بادی، ۴۰ متر بوده و با سرعت ۲۰ دور بر دقیقه دوران کند، سرعت خطی نوک پره‌های آن، حدود ۸۴ متر بر ثانیه (۳۰۲ کیلومتر بر ساعت) خواهد بود. برجی که پره‌ها بر بالای آن نصب می‌شوند، به صورت لولهٔ فولادی و به ارتفاع ۶۰ تا ۹۰ متر است. معمولاً با استفاده از جعبه‌دنده، سرعت چرخش محور افزایش داده می‌شود، ولی در برخی از طراحی‌ها، محور با همان سرعت یک ژنراتور حلقوی را می‌چرخاند. برخی از مدل‌های توربین بادی، 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.

توربین بادی با محور عمودی