rüzgar enerjisi santralleri

Bir rüzgar enerjisi santrali (HES), rüzgar enerjisini diğer enerji türlerine (elektrik, mekanik, termal, vb.) dönüştürmek için tasarlanmış birbirine bağlı tesis ve yapılardan oluşan bir komplekstir.

Rüzgar türbininin ana parçası olarak rüzgar türbini, bir rüzgar türbininden, rüzgar enerjisini bir yüke (kullanıcıya) iletmek için bir sistemden ve rüzgar enerjisinin kendisinden (her cihaz: elektrik makinesi jeneratörü, su pompası, ısıtıcı, vb.)

Bir rüzgar türbini, rüzgarın kinetik enerjisini rüzgar türbininin çalışma hareketinin mekanik enerjisine dönüştüren bir cihazdır. Bir rüzgar türbininin yaptığı çalışma hareketleri farklı olabilir. Günümüzde mevcut rüzgar türbinlerinde çalışma hareketi olarak dairesel dönme hareketi kullanılmaktadır. Aynı zamanda, diğer işçi hareketi türlerinin, örneğin salınımlı kullanımı için çok sayıda teklif bilinmektedir (hatta bazen uygulanmaktadır).

Bir rüzgar türbini kanat sistemi (rüzgar çarkı) farklı bir tasarıma sahip olabilir.Modern rüzgar türbinlerinde kanat sistemi, enine kesitte bir kanat profiline sahip yekpare kanatlar şeklinde yapılır (bu durumda bazen «kanat» veya pervaneli rüzgar türbinleri terimleri kullanılır).

Bıçaklar yerine dönen silindirlerin kullanıldığı (Magnus etkisini kullanan) bilinen başarılı çalışan bıçak sistemleri. Esnek yüzeylere (yelkenler) sahip farklı kanat tiplerine dayalı bir kanat sistemi oluşturma önerileri vardır.

Bu nedenle, kanat - Bu, pervanenin tork üreten bir bileşenidir. Dairesel dönme hareketi ile çalışan bir rüzgar türbininin kanat sistemi, yatay veya dikey bir dönme eksenine sahip olabilir.

Belirli bir rüzgar türbinini hesaplarken ve tasarlarken, çalışmasının rüzgar koşullarına ek olarak, hem rüzgar türbininin, tik ağacının hem de tüm rüzgar türbininin özelliklerini dikkate almak gerekir. Bu bağlamda, rüzgar türbinleri aşağıdaki kriterlere göre sınıflandırılır:

• Üretilen enerji türü,

• güç seviyesi,

• randevu

• Uygulama alanları,

• rüzgar türbininin sabit veya değişken hızlı çalışması için işaret,

• yönetim yöntemleri,

• iletim sistemi Tür.

Üretilen enerjinin türüne bağlı olarak, tüm rüzgar santralleri rüzgar enerjisi ve rüzgar enerjisi olarak ikiye ayrılır. Elektrikli rüzgar türbinleri ise, doğrudan veya alternatif akım elektriği üreten gömülü kurulumlara bölünmüştür. Mekanik rüzgar türbinleri çalışan makineleri çalıştırmak için kullanılır.

Amaca bağlı olarak, DC elektrikli rüzgar türbinleri rüzgar garantili, kullanıcı garantili güç kaynağı, garantisiz güç kaynağı olarak ayrılır.Alternatif akıma sahip elektrikli rüzgar türbinleri, karşılaştırılabilir güce sahip bir elektrik güç sistemiyle (örneğin, bir dizel santrali ile) paralel çalışan otonom, hibrit, güçlü bir elektrik güç sistemiyle paralel çalışan ızgara olarak ayrılır.

Rüzgar türbinlerinin uygulama alanlarına göre sınıflandırılması amaçlarına göre belirlenir.

Bir rüzgar türbinini hesaplayıp tasarlarken ve nominal parametrelerini seçerken, yükün tipini (elektrik jeneratörü, su pompası vb.), kullanıcıya rüzgar enerjisi iletim sisteminin tipini, elektrik tipini dikkate almak gerekir. üretim ve depolama sistemi.

Bir rüzgar enerjisi iletim sistemi, rüzgar çarkının şaftından ilgili rüzgar türbini makinesinin (kullanıcı) şaftına, makinenin dönüş hızını arttırarak veya arttırmadan güç iletmek için tanımlanmış bir dizi farklı cihazdır. Modern rüzgar enerjisinde, enerji iletiminin mekanik yöntemi çoğunlukla kullanılır.

Güç üretim sistemi, bir elektrik makineleri jeneratörü ve bir dizi cihazdır (kontrol cihazları, güç elektroniği, pil vb.) bir kullanıcıya standart elektrik parametreleriyle bağlanmak için.

Gücü birkaç watt'tan binlerce kilovata kadar olan rüzgar türbinleri üretilmekte ve işletilmektedir. Dört grup vardır: çok düşük güç - 5 kW'tan az, düşük güç - 5 ila 99 kW, orta güç - 100 ila 1000 kW, yüksek güç - 1 MW'ın üzerinde. Her gruptaki rüzgar türbinleri öncelikle tasarım, temel tipi, rüzgar türbini kurulum yöntemi, kontrol sistemi, rüzgar enerjisi iletim sistemi, kurulum yöntemi ve bakım yöntemi bakımından birbirinden farklılık gösterir.

Yatay eksenli rüzgar türbinlerinin hakim dağılımı sağlanmıştır.

İncirde. Şekil 1, bir rüzgar çiftliğinin inşasını ve rüzgar çiftliğinin genel bir görünümünü göstermektedir.

Pirinç. 1. Rüzgar santralinin tasarımı: 1 — rüzgar türbini (rüzgar çarkı), 2 — rüzgar türbini, 3 — jeneratör, 4 — şanzıman, 5 — döner tabla, 6 — ölçüm cihazı, 7 — rüzgar türbini direği bir rüzgar türbini içerir ve rüzgar türbini miline doğrudan veya bir dişli kutusu aracılığıyla bağlanan bir elektrik jeneratörü.

Bir rüzgar türbini, bir rüzgar türbini ve rüzgar türbininin miline doğrudan veya bir dişli kutusu aracılığıyla bağlı bir elektrik jeneratörü içerir.

Bir rüzgar çiftliği (RES), paralel olarak çalışan ve üretilen elektriği güç sistemine sağlayan birkaç rüzgar türbininden oluşur.

Ölçüm cihazı, rüzgarın yönü veya şiddeti değiştiğinde rüzgarın başını döndürmek için bir sinyal verir ve ayrıca rüzgarın şiddetine bağlı olarak kanatların dönüş açısını ayarlar.

500, 1000, 1500, 2000, 4000 kw rüzgar türbinleri bulunmaktadır. 500 kW'lık rüzgar türbini: 40-110 m yüksekliğinde bir direk, 15-30 ton kütleli bir rüzgar yükü, dönme frekansı n = 20-200 rpm, jeneratör rotorunun hızı 750- 1500 rpm (dişli ile tahrik) veya 20-200 rpm (doğrudan tahrik).

Rüzgar türbinlerindeki jeneratörler olarak, rüzgar santralinin güvenilirliğini artırmak için gerekli olan daha fazla güvenilirlik, tasarım basitliği ve daha az ağırlık bakımından senkronize olanlardan farklı olan asenkron sincap jeneratörleri sıklıkla kullanılır.

Rüzgar türbinleri otonom veya güç sistemi ile paralel olarak çalışabilir.Otonom çalışma sırasında, HP rüzgar türbininin dönüş hızı ± %50 içinde düzenlenmez veya tutulmaz, bu nedenle jeneratör terminallerinin frekansı ve voltajı sabit değildir, yani üretilen elektrik gücü kalitesizdir ve kullanıcılar Bu tür rüzgar türbinlerinin çoğu, yüksek kalite gereksinimlerine (esas olarak ısıtma cihazları) sahip değildir. Yüksek kaliteli enerji elde etmek için doğrultucu, inverter ve bataryadan oluşan stabilizatörler kullanılır.

Güçlü rüzgar türbinleri, güç sistemiyle paralel olarak çalışır (Şekil 2). Bu paralel bağlantı, rüzgar türbininin frekansının, voltajının ve hızının sabit olmasını sağlar. Jeneratörün şebekeye verdiği güç, motorun torkuna bağlıdır ve rüzgarın kuvveti tarafından belirlenir.

Rüzgar türbininin değişken bir dönme frekansında bir ara frekans konvertörü aracılığıyla bir bağlantı ile rüzgar türbininin şebeke ile olası işbirliği.

Asenkron jeneratör kullanıldığında, rüzgar türbini de değişken hızda çalışabilir ve jeneratör şebekeye yüksek kalitede elektrik sağlar.Uyarma için asenkron jeneratör şebekeden veya özel bir kapasitör bankasından reaktif güç tüketir ve senkron üreteci kendisi yaratır.

Pirinç. 2… Bir rüzgar santralinin güçlü bir güç kaynağı sistemine sahip paralel çalışması: VD — rüzgar makinesi, R — dişli kutusu, G — jeneratör, V — doğrultucu, I — invertör, U — kontrol ünitesi, ES — güç sistemi

Sistem rüzgar enerjisi santrallerinin (RES) özellikleri:

1. Rüzgar potansiyeli yüksek yerlerde bulunurlar.

2.1500-2000 kw ve üzeri kara üssü, 4000-5000 kw deniz ve kıyı üssü güç üniteleri kapasitesine sahiptirler.

3. Sincap rotorlu asenkron jeneratörler ve düşük jeneratör voltajına (0,50-0,69 kV) sahip senkron (genellikle kalıcı mıknatıs uyarmalı) kullanılır.

4. İstasyonun düşük verimliliği — %30-40.

5. Isı yükü eksikliği.

6. Yüksek manevra kabiliyeti, ancak hava koşullarına tam bağımlılık.

7. Çalışma rüzgar hızı aralığı 3,0-3,5 ila 20-25 m / s arasındadır. Rüzgar hızı 3,0-3,5 m/s'nin altında ve 20-25 m/s'nin üzerinde olduğunda rüzgar türbinleri şebekeden ayrılarak çalışmayan bir konuma kurulur ve rüzgar hızı geri geldiğinde rüzgar türbinleri şebekeye bağlanır ve motor modunda çalışan bir jeneratör kullanılarak hızlandırılır.

8. Jeneratör voltajında ​​elektrik gücü seçiminin olmaması (kendi ihtiyaçları dışında).

9. Elektriğin tüketicilere 10, 35, 110, kV voltajlarda iletilmesi.

Modern rüzgar enerjisi dünyanın birçok ülkesinde enerji sistemlerinin bir parçası olup, bazı ülkelerde ise yenilenebilir enerji kaynaklarına dayalı alternatif enerjinin ana bileşenlerinden biridir. Bununla ilgili daha fazla bilgiyi buradan okuyun: Dünyada rüzgar enerjisinin gelişimi