Ориентация к ветру большинства малых ветряных турбин в от­личие от мощных ветряков обеспечивается за счет прикрепленной к гондоле флюгарки. Она работает в целом по тому же принци­пу, что и старый добрый флюгер. Когда ветер достаточно силен для работы турбины, флюгарка поворачивается под ветер, а вся система напоминает миниатюрный одномоторный самолет без кры­льев. В нормальных рабочих условиях плоскость, образуемая вра­щающимися лопастями турбины, перпендикулярна направлению ветра.

Скорость вращения лопастей малых ветряных турбин меняется в зависимости от силы ветра. В результате частота переменного тока, вырабатываемого размещенным в гондоле генератором, так­же меняется. Этот генератор схож с альтернатором (синхронным генератором переменного тока) автомобиля — некоторые произво­дители его так и называют. Переменный ток альтернатора преоб­разуется в постоянный в цепи выпрямителя и используется для зарядки аккумуляторных батарей. Они снабжают электричеством бытовые приборы либо напрямую — в этом случае должна исполь­зоваться специальная домашняя аппаратура постоянного тока, — либо через инвертирующий усилитель мощности, преобразу­ющий низковольтный постоянный ток из батарей в переменный ток напряжением в 117 вольт и частотой 60 Гц (в США) или 50 Гц (в Европе и других странах).

Когда скорость ветра превосходит определенный уровень, малая ветряная турбина поворачивается под некоторым углом к направле­нию ветра. Обычно плоскость вращения лопастей турбины перпен­дикулярна оси флюгарки, но при сильном ветре этот угол меняется. 245

Это снижает нагрузку на лопасти, позволяя при этом турбине про­должать работу. Если ветер усиливается, угол между плоскостью вращения и осью флюгарки все уменьшается до тех пор, пока не ста­новится равным нулю, когда плоскость вращения лопастей совпадает с направлением ветра. Изменение угла между плоскостью вращения лопастей турбины и направлением ветра называется сворачиванием. Оно осуществляется как в горизонтальной плоскости (когда лопасти поворачиваются вокруг вертикальной оси налево или направо), так и в вертикальной (когда лопасти запрокидываются вверх).

Изменение шага лопасти также позволяет малой ветряной тур­бине регулировать нагрузку ветра. Малый шаг лопасти (когда пло­скость поверхности каждой лопасти лежит примерно в плоскости вращения колеса турбины) снижает нагрузку ветра на систему, и она производит меньше электроэнергии, чем при большом шаге (когда плоскость поверхности каждой лопасти установлена под углом к пло­скости вращения колеса). Этот принцип повторяет тот, что заложен в основу работы винтовых самолетов, с точностью до наоборот. При низкой скорости ветра шаг лопасти максимален. С усилением ско­рости ветра шаг лопасти уменьшается. В конечном счете при очень сильном ветре шаг лопасти становится равен нулю, лопасти останав­ливаются и закрепляются в этом положении. Это максимально сни­жает нагрузку на лопасти, для того чтобы избежать механических повреждений. Турбина при этом останавливается.