L'energia del vento viene utilizzata mediante l'impiego di macchine eoliche (o aeromotori) in grado di trasformare l'energia eolica in energia meccanica di rotazione, utilizzabile sia per l'azionamento diretto di macchine operatrici che
per la produzione di energia elettrica : in quest'ultimo caso il sistema di conversione ( che comprende un generatore elettrico con i sistemi di controllo e di collegamento alla rete ) viene denominato aerogeneratore.

Il componente essenziale di un sistema di conversione dell'energia eolica è il rotore. I tipi di rotore fino ad oggi ideati sono numerosi:

a) Macchine ad asse orizzontale, parallelo alla direzione del vento.

b) Macchine ad asse orizzontale posto di traverso al vento.

c) Macchine ad asse verticale nelle quali l'asse del rotore è perpendicolare al terreno e alla direzione del vento.

In aggiunta a queste tre categorie più note esistono poi un gran numero di configurazioni di tipo innovativo che sono ancora in fase di studio e sperimentazione preliminare e hanno un interesse soltanto concettuale.

La maggior parte degli attuali sistemi adotta rotori ad asse orizzontale del tipo a. Per questa ragione la descrizione dei componenti principali e della tecnologia impiegata farà in seguito riferimento, quando non esplicitamente richiamato, agli aerogeneratori ad asse orizzontale parallelo alla direzione del vento.

Aerogeneratori ad asse orizzontale

La tipica configurazione di un aerogeneratore ad asse orizzontale è schematizzata così: il sostegno parte alla sua sommità la gondola o navicella, costituita da un basamento e da un involucro esterno; nella gondola sono contenuti l'albero di trasmissione lento, il moltiplicatore di giri, l'albero veloce, il generatore elettrico e i dispositivi ausiliari.

All'estremità dell'albero lento e all'esterno della gondola è fissato il rotore, costituito da un mozzo, sul quale sono montate le pale.

Il rotore può essere posto sia sopravvento che sottovento rispetto al sostegno. La gondola è in grado di ruotare rispetto al sostegno allo scopo di mantenere l'asse della macchina sempre parallelo alla direzione del vento (movimento di imbardata). Opportuni cavi convogliano al suolo l'energia elettrica prodotta e trasmettono i segnali necessari per il funzionamento.

Aerodinamica di un aerogeneratore ad asse orizzontale

Una descrizione qualitativa del funzionamento di un aeromotore risulta più immediata ricorrendo a paragone con l'aerodinamica di un aereo.

Come è noto, una superficie avente sezione a profilo alare poste in un flusso d'aria e soggette a una forza risultante di due componenti; la partenza, perpendicolare alla velocità del vento e la resistenza parallela alla velocità del vento.

Queste due forze dipendono, tra gli altri fattori, dal tipo di profilo e, per ogni profilo, dall'angolo con cui il flusso d'aria investe l'ala.

Negli aeroplani la partenza è la forza utile che sostiene il peso dell'aereo, mentre la resistenza è quella forza compensata dalla spinta di propulsione dell'aereo stesso.