Quin és el procés de generació d'energia eòlica?

El procés de generació d'energia eòlica inclou principalment els següents passos

Els principis bàsics de l'energia eòlica

L'energia eòlica es converteix en energia mecànica

La generació d'energia eòlica utilitza l'energia cinètica del vent per fer girar les paules d'un aerogenerador. Quan el vent passa pels paules d'un aerogenerador, la forma especial i l'angle dels paules converteixen l'energia cinètica del vent en l'energia mecànica rotativa dels paules.

Per exemple, en un aerogenerador de tres paules comú, el disseny de les paules és similar al d'una ala d'avió, i quan el vent passa pel paule, degut a les diferents velocitats d'aer dinàmic en les superfícies superior i inferior del paule, s'engendra una força ascendent i una resistència, i la força ascendent fa girar el paule.

L'energia mecànica es converteix en energia elèctrica

La rotació dels paules es transmet al generador a través d'un eix connectat al moix. Un rotor dins del generador talla les línies de força magnètica en un camp magnètic rotatiu, creant una força electromotriu induïda que converteix l'energia mecànica en energia elèctrica.

Per exemple, en un generador síncron, el rotor sol ser un imant permanent o un voltant d'excitació que crea una força electromotriu alternada en el voltant estator mentre el rotor gira. A través del transformador, la tensió de sortida del generador s'eleva a un nivell de tensió adequat per a la transmissió a la xarxa, i després l'energia elèctrica es transmet a la xarxa.

Composició del sistema eòlic

Conjunt d'aerogeneradors

Inclou la roda eòlica (paules, hub i sistema de propulsor variable), l'eix, la caja de canvis (alguns aerogeneradors de conducció directa no tenen caja de canvis), el generador, el sistema de guiament, el sistema de frenat i el sistema de control.

L'aerogenerador és un component clau per captar l'energia eòlica, i la forma i longitud dels paules determinen l'eficiència de captació d'energia eòlica de l'aerogenerador. La caja de canvis s'utilitza per convertir la baixa velocitat de l'aerogenerador en la velocitat alta necessària pel generador. El sistema de guiament permet allinar l'aerogenerador amb la direcció del vent en tot moment per maximitzar la captació d'energia eòlica. El sistema de frenat s'utilitza per aturar l'operació de l'aerogenerador en cas d'emergència. El sistema de control té la responsabilitat de monitoritzar i controlar les diverses parts de l'aerogenerador per assegurar-ne el funcionament segur i estable.

Torre

S'utilitza per suportar els aerogeneradors perquè puguin captar més energia eòlica a alçades suficients. L'alçada de la torre normalment es determina en funció dels recursos eòlics locals i les condicions topogràfiques.

Per exemple, en àrees planes i obertes, les torres poden ser relativament altes per a vents més forts; en zones muntanyoses o amb terrenys complexos, l'alçada de la torre pot estar limitada.

Sistema de transmissió i distribució d'energia

Inclou transformadors, aparells de commutació, cables, etc., utilitzats per elevar la tensió de l'electricitat emesa per l'aerogenerador i lliurar-la a la xarxa.

Els transformadors elevan la tensió de sortida més baixa del generador a un nivell de tensió adequat per a la transmissió a la xarxa, els aparells de commutació s'utilitzen per controlar la transmissió i distribució d'energia elèctrica, i els cables són responsables de transferir l'energia elèctrica des de l'aerogenerador al transformador i a la xarxa.

Una manera d'utilitzar l'energia eòlica com a font d'energia renovable

Integració a la xarxa

L'ús més comú de l'energia eòlica és la seva incorporació a la xarxa per proporcionar energia neteja i renovable al sistema elèctric. Quan l'energia elèctrica emesa per l'aerogenerador s'eleva pel sistema de transmissió i transformació, es lliura al client a través de la xarxa.

La xarxa elèctrica pot integrar i desplegar els recursos de generació d'energia de diferents regions i tipus per satisfer la demanda dels usuaris. Com a font d'energia inestable, l'energia eòlica necessita combinar-se amb altres mètodes de generació d'energia més estables (com la generació tèrmica, hidroelèctrica, etc.) per assegurar el funcionament estable de la xarxa.

Per exemple, en àrees riques en recursos eòlics, es poden construir grans parcs eòlics per integrar l'energia eòlica a la xarxa i proporcionar electricitat a la regió circundant i fins i tot a tot el país.

Generació distribuïda

A més de ser integrada en grans xarxes elèctriques, l'energia eòlica també es pot utilitzar en sistemes de generació distribuïda. La generació eòlica distribuïda normalment es col·loca a prop dels usuaris, com fàbriques, escoles, comunitats, etc., per proporcionar als usuaris un subministrament d'energia independent o com a font de reserva.

El sistema de generació eòlica distribuïda pot reduir la pèrdua d'electricitat en el procés de transmissió i millorar l'eficiència de l'ús d'energia. Alhora, pot augmentar la fiabilitat i estabilitat del sistema elèctric i reduir la dependència d'una xarxa centralitzada.

Per exemple, algunes àrees remotes o illes poden instal·lar petits aerogeneradors per proporcionar electricitat als residents locals i resoldre el problema de manca d'electricitat o insuficiència d'electricitat.

Integració de tecnologia d'emmagatzemament d'energia

Degut a la inestabilitat de la generació d'energia eòlica, per aprofitar millor els recursos eòlics, la generació d'energia eòlica es pot combinar amb tecnologies d'emmagatzemament d'energia. El sistema d'emmagatzemament d'energia pot emmagatzemar l'energia elèctrica excedent quan la producció eòlica és alta, i alliberar l'energia elèctrica quan la producció eòlica és baixa o no hi ha vent per satisfer les necessitats d'electricitat dels usuaris.

Les tecnologies d'emmagatzemament d'energia comunes inclouen l'emmagatzemament d'energia en bateries, l'emmagatzemament d'energia per bombeig, l'emmagatzemament d'energia d'aire comprimit, etc. Per exemple, els sistemes d'emmagatzemament d'energia en bateries poden respondre ràpidament a canvis en la generació d'energia eòlica, emmagatzemant i alliberant energia elèctrica; les plantes d'emmagatzemament d'energia per bombeig poden utilitzar l'electricitat excedent de l'energia eòlica per bombear aigua a una alçada i emmagatzemar-la, alliberant-la per generar electricitat quan calgui.

Sistema complementari multi-energètic

L'energia eòlica es pot combinar amb altres fonts d'energia renovable (com l'energia solar, hidroelèctrica, etc.) i fonts d'energia tradicionals (com la generació d'energia a gas natural, etc.) per formar un sistema complementari multi-energètic per aconseguir un ús eficient de l'energia i un subministrament estable.

El sistema complementari multi-energètic pot explotar plenament les avantatges de diverses fonts d'energia i compensar les deficiències de les fonts d'energia individuals. Per exemple, la generació d'energia solar i eòlica tenen un cert grau de complementaritat en el temps, l'energia solar és suficient durant el dia, i el vent pot ser més gran a la nit, i es pot aconseguir un subministrament d'energia estable 24 hores a través d'una configuració i planificació raonables. Alhora, les fonts d'energia tradicionals es poden utilitzar com a fonts de reserva per proporcionar suport energètic quan les fonts d'energia renovables siguin insuficients.