Endüstriyel rüzgar türbinleri ne kadar güçlü çalışır?

Atmosferin farklı katmanlarının eşit olmayan ısınmasına doğal tepkisi rüzgardır. Atmosfer basıncında ortaya çıkan düşüşler, rüzgarın yüksek basınç alanlarından düşük basınç alanlarına doğru esmesine neden olur ve basınç farkı ne kadar büyük olursa, rüzgar o kadar güçlü, yani hızı o kadar yüksek olur. Teorik olarak, atmosferdeki havanın doğal hareketi nedeniyle güneş radyasyonunun %2'ye kadarının mekanik rüzgar enerjisine dönüştürüldüğü tahmin edilmektedir.

Belirli bir bölgenin topografyasının rüzgarı artırabileceği veya hava akışını kısıtlayabileceği bilinmektedir. Bu nedenle, dağlık alanlarda, geçitlerde, nehir kanyonlarının yakınında, rüzgar türbinlerinin kurulum koşulları gerçekten idealdir. Ve rüzgardan elde edilebilecek gücün, türbinden geçen havanın kütlesi ve hızının küpü ile orantılı olduğunu hatırlarsak, o zaman bu yönde hızla açılan olasılıkları anlamak kolaydır.

Rüzgar şüphesiz en umut verici yenilenebilir doğal enerji kaynaklarından biridir.Birçok ülkede, yıldan yıla, özellikle denizlerin kıyı kesimlerinde, okyanuslarda ve ovalarda daha fazla rüzgar santrali inşa edilmesi boşuna değildir.

Rüzgarın sert doğası, elektrik şebekelerinin istikrarlı bir şekilde beslenmesine katkıda bulunmaz, bu nedenle daha fazla kullanım amacıyla enerji birikimi önemli bir görev haline gelir. Ancak bu görev çözülüyor - endüstriyel ve özel pil depolama sistemleri inşa ediliyor, kesintisiz güç kaynağı sağlamak için önlemler alınıyor.

Ve şimdi, küçük bir şehrin güç kaynağı sistemine entegre edilmiş 6-8 MW kapasiteli güçlü bir endüstriyel rüzgar jeneratörünün (Enercon E-126 gibi) sakinlerinin ihtiyaçlarını karşılayabileceğini güvenle söyleyebiliriz. ve elektrikli altyapının ihtiyaçları.

Ancak konuya gelelim ve endüstriyel bir rüzgar jeneratörünün cihazına bakalım. Ne de olsa her bir rüzgar jeneratörü, rüzgar enerjisini verimli ve güvenilir bir şekilde elektrik enerjisine dönüştüren bir dönüştürücü elde etmek için yapılan hassas hesaplamaların ve uzun tasarımın sonucu olan titiz mühendislik düşüncesinin bir ürünüdür, bu nedenle devasa bir yapının her detayı kesinlikle tesadüfi değildir. . Örneğin Enercon E-126 rüzgar jeneratörünün tasarımına değineceğiz ve ana parçalarına bakacağız.

Kule

Onlarca metre yüksekliğindeki kule (7), endüstriyel bir rüzgar jeneratörünün desteğidir. Tamamen betonarme olarak kalıba sıralı döküm yapılarak veya birbiri üzerine sıralı olarak monte edilen ve içlerinden çerçeve kabloları çekilerek bağlanan kısa betonarme halkalardan bir araya getirilerek yapılır.Betonarme, ağır bir türbini ve makine dairesini havada tutacak kadar güçlü olmasının yanı sıra rüzgar türbininin çalışmasından kaynaklanan yüke dayanarak yapının devrilmesini engelliyor.

Kulenin tabanı, ağırlığı kulenin kendi ağırlığı ile orantılı olan betonarme bir kaideye (8) dayanmaktadır. Örneğin, Enercon E-126 rüzgar türbininin toplam ağırlığı yaklaşık 6.000 tondur. Desteğin şekli silindirik değildir ve silindirden çok kesik bir koniye daha yakın bir şekle sahiptir. Tabanda genişleyen kule, tüm yapıyı güvenli bir şekilde doğru konumda tutar.

Bıçaklar ve rotor

Bir endüstriyel rüzgar türbininin kanatları (6) ve rotoru (5) çelik esaslı özel bir kompozit elyaftan imal edilmektedir.Kanatlar kapsamlarına göre ayrı segmentlerden bir araya getirilmekte veya yekpare olarak yapılmaktadır. Kural olarak, kanatları rotora bağlamak için cıvatalar ve bir göbek kullanılır. Kanatların kendileri göbeğe bağlıdır ve göbek doğrudan jeneratör rotoruna bağlıdır.

Türbinin kule etrafında dönmesi

Türbini kule etrafında döndürmek için bir asenkron motor (3) motor bölümünün tabanındaki halkaya bir dişli ile bağlıdır. Rüzgar jeneratörünün boyutuna ve gücüne bağlı olarak, bu tür motorlar birden üçe kadar olabilir.

Güç üreticisi

Tasarım açısından standart senkron jeneratörlere benzer daha önceki birimler rüzgar türbinleri için jeneratör olarak kullanılmışsa, 2000'li yılların başında halka jeneratör (1) gibi bir yenilik ortaya çıktı. Burada göbeğe bağlı türbin rotoru aynı zamanda jeneratör rotorudur.

Bağımsız uyarma sargıları, manyetik kutuplar oluşturan halka rotorunda ve sırasıyla stator sargısının statorunda bulunur. Stator sargısı, her biri ayrı bir doğrultucuya bağlı olan parçalara (Enercon E-126 durumunda - dört parçaya) bölünmüştür. Jeneratör kontrolörü motor bölümünün makine dairesinde (2) bulunur.

Çevirici

Doğrultma işleminden sonra kulenin tabanında bulunan invertöre (4) 400 voltluk doğru gerilim verilmekte, burada enerji alternatif akıma dönüştürülmekte ve dönüşümden sonra elektrik hattına verilmektedir.

İlk olarak 2007 yılında Almanya'nın Emden kenti yakınlarında kurulan Enercon E-126 modeli örneğini kullanarak modern bir endüstriyel rüzgar türbininin ana bileşenlerine baktık. tüm yıl boyunca elektrik.

Enercon bugüne kadar dünya çapında 13.000'den fazla bu tür rüzgar türbini inşa etti ve bunların toplam kurulu gücü 2010'da şimdiden 2.846 MW'ı aştı.