Rüzgar türbinleri, basınç farkı ile oluşan hava akımındaki kinetik enerjiyi önce mekanik enerjiye daha sonra da elektrik enerjisine dönüştüren sistemlerdir. Kinetik enerji taşıyan rüzgarlar, yeryüzündeki farklı güneş ısısı dağılımlarının neden olduğu basınç ve sıcaklık farklılıklarının dengelenmesiyle oluşan hava akımlarıdır. Dolayısıyla rüzgar enerjisinin asıl kaynağı da güneştir.
Rüzgarın kinetik enerjisinden elde edilen güç (P) şafta mekanik enerji olarak aktarılır. Bu mekanik enerjiden elde edilecek güç teorik olarak yaklaşık %59 oranındadır ve bu değere “Betz Limiti” denilmektedir. Diğer bir ifade ile teoride ideal %100 verimli bir rüzgar türbininde hasat edilen rüzgarın en fazla %59’u elektriğe çevrilebilir. Ve bu durum giriş rüzgar hızının çıkış rüzgar hızının sadece üç misli olduğu durumda mümkün olabilir. Pratikte ise günümüz teknolojisi kullanılarak iyi tasarlanmış ideal bir rüzgar türbini için elde edilecek maksimum güç, giriş rüzgar gücünün %40-50 aralığındadır. Yani günümüz teknolojileri ile hasat edilen enerjinin en fazla %50’si elektriğe çevrilebilmektedir. Rüzgar türbinlerinde elektrik verimini arttırmak için temel değişkenler, rüzgar hızı, pervanelerin süpürdüğü alan ve akışkanın (hava ya da deniz suyu) yoğunluğudur.
Rüzgar türbinlerinde ana sınıflandırma dönme eksenlerine (yatay/dikey) göre yapılsada, kuruldukları yere (kara/deniz/hava/denizaltı), kule yükseklikleri ve çalışma mekanizmalarına göre muhtelif biçimlerde de sınıflandırılmaktadır. Rüzgar türbinleri yaklaşık 25 m/s hava hızlarına kadar elektrik üretebilen makinelerdir.
Bu sınıflandırma içinde 100 kW’a kadar olan türbinler küçük sınıfında yer almakta ve özellikle elektrik şebekesi bulunmayan köylerde hayvan çiftlikleri, evler vb. yerlerde güvenilir şekilde elektrik üretmek için kullanılabilmektedirler. Öz elektrik ihtiyaçlarını karşılamak amacı ile kurulan rüzgar türbinlerinin yatırım maliyeti yüksek, verimleri nispeten daha düşüktür. Bu türbinlerin kullanılmasında yaşanan temel sorunlar; kuruldukları yerde bulunan bina, ağaç vs nedeniyle rüzgar hızı düşmekte ve türbülanslar çoğalmaktadır. Yerleşim yerine yakın oldukları için bu türbinlerin gürültü seviyesinin yüksek olmaması istenir. Bu da tasarıma ekstra yük getiren bir durumdur. Tüm bu sebeplerden dolayı küçük türbinlerde dikey eksenli türbinler daha avantajlı olmaktadır. Dikey eksenli türbinler, ayrıca türbülanstan daha az etkilenir, yatay eksenlilere oranla kurulum maliyetleri daha düşüktür. Düşük rüzgar hızındaki elektrik üretimleri yatay eksenlilere oranla daha yüksektir. Bu türler, gürültü ve titreşim seviyesi azaltılarak yatay eksenli türbin hızlarının dörtte biri/üçte biri kadar daha düşük rüzgar hızında elektrik üretebilirler.
