A continuación se explica los principios de funcionamiento básicos de algunos elementos presentes en turbinas eólicas de eje horizontal, al tiempo que se explican ventajas y desventajas de los mismos
El tren de transmisión de una turbina eólica de eje horizontal convencional tiene el eje del rotor en un extremo, conectado al eje principal. En el otro extremo del eje hay un generador que convierte la energía giratoria mecánica en energía eléctrica en forma de corriente alterna.
Es probable que la velocidad de rotación de una turbina eólica de gran utilidad sea de 20 rpm o menos. Un generador convencional de dos polos sincronizado a una red de 50 Hz debe girar a 3000 rpm, o 3600 rpm para una red de 60 Hz. Para un generador de cuatro polos, la velocidad es de 1500 rpm o 1800 rpm, respectivamente. En el diseño convencional, por lo tanto, la caja de cambios debe aumentar la velocidad entre 75 y 150 veces. La caja de cambios a menudo se ha considerado el eslabón débil en el tren de transmisión, el componente más propenso a fallas. El eje de una turbina eólica está sujeto a fuerzas de flexión y estas pueden tener un profundo efecto en una caja de engranajes. La falla prematura ha sido común. Las cajas de engranajes se pueden fortalecer, pero una alternativa es abandonar la caja de engranajes y conectar el rotor directamente al generador. Este sistema de transmisión directa simplifica el tren de transmisión, pero luego requiere un generador especial de mayor costo que pueda generar energía de frecuencia de red a partir de la muy lenta velocidad de rotación del rotor.
| Rojo: | 2 Polos 60Hz |
| Azul: | 2 Polos 50Hz |
| Gris: | 4 Polos 60Hz |
| Verde: | 4 Polos 50Hz |
Estos tienen más polos y requieren un mayor par para girarlos, por lo que también son más caros. Sin embargo, la caja de cambios necesaria para aumentar la velocidad a quizás 750 rpm o 375 rpm será más simple. La mayoría de las cajas de engranajes en grandes turbinas eólicas de hasta alrededor de 1,5 MW de capacidad se basan en sistemas de engranajes planetarios o epicíclicos. Estos a menudo son extremadamente complejos. Sin embargo, la combinación de un generador de baja velocidad y una caja de cambios más simple con una relación de aceleración más baja puede ser capaz de competir con el generador de accionamiento directo tanto por la fiabilidad como por el costo.