Um die zum Drehen eines Generators erforderliche Kraft zu berechnen, muss man die Beziehung zwischen der mechanischen Leistungsaufnahme und der vom Gerät erzeugten elektrischen Leistung verstehen. Die erforderliche Kraft hängt von mehreren Faktoren ab, die für den Generatortyp und die zu seinem Antrieb verwendete Methode spezifisch sind.
Erstens wird bei einem Windkraftgenerator die zum Drehen der Turbinenblätter erforderliche Kraft von der Windgeschwindigkeit und dem aerodynamischen Design der Blätter beeinflusst. Die von einer Windkraftanlage erzeugte Leistung ist proportional zur dritten Potenz der Windgeschwindigkeit; Daher erfordern höhere Windgeschwindigkeiten im Vergleich zu niedrigeren Windgeschwindigkeiten weniger Kraft, um die gleiche Leistung zu erzielen. Die vom Wind auf die Turbinenblätter ausgeübte Kraft wird in ein Drehmoment an der Rotorwelle umgewandelt, das wiederum den Generator zur Stromerzeugung antreibt.
Im Allgemeinen kann die zum Drehen eines Generators erforderliche Kraft anhand grundlegender physikalischer Prinzipien berechnet werden, wobei das Drehmoment (τ) als Produkt aus Kraft (F) und dem Abstand (r) von der Drehachse zum Angriffspunkt definiert ist der Kraft:
τ=F⋅rtau = F cdot rτ=F⋅r
Dieses Drehmoment wird dann verwendet, um die zum Drehen des Generators erforderliche mechanische Leistungsaufnahme (P) zu berechnen, die das Produkt aus Drehmoment und Winkelgeschwindigkeit (ω) ist:
P=τ⋅ωP = tau cdot omegaP=τ⋅ω
Bei einer Windkraftanlage beispielsweise erzeugt die Kraft des Windes auf die Rotorblätter ein Drehmoment, das den Rotor der Turbine dreht. Der Rotor ist mit der Welle des Generators verbunden, wodurch dieser sich dreht und durch elektromagnetische Induktion elektrische Energie erzeugt.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die zum Drehen eines Generators erforderliche Kraft je nach Generatortyp und Antriebsmethode unterschiedlich ist. Bei Windkraftanlagen wird die erforderliche Kraft in erster Linie durch die Windgeschwindigkeit und die aerodynamischen Eigenschaften der Turbinenblätter bestimmt. Das durch die aufgebrachte Kraft erzeugte Drehmoment ist für die Drehung des Generators und die Umwandlung mechanischer Energie in elektrische Energie unerlässlich.