Hvad er processen for vindkraftproduktion?

Processen for vindkraftproduktion inkluderer hovedsageligt følgende trin

De grundlæggende principper for vindkraft

Vindenergi konverteres til mekanisk energi

Vindkraftproduktion bruger vindens kinetiske energi til at dræne bladene på en vindmølle til at rotere. Når vinden blæser gennem bladene på en vindmølle, konverterer den specielle form og vinkel af bladene vindens kinetiske energi til de roterende blades mekaniske energi.

For eksempel, den almindelige trebladede vindmølle, designet af bladet er lignende med et flyvinge, når vinden passerer gennem bladet, på grund af forskellige luftstrøm hastigheder på overfladen og underfladen af bladet, vil det generere lyft og modstand, og lyftkraften vil dræne bladet til at rotere.

Mekanisk energi konverteres til elektrisk energi

Rotationen af bladene overføres til generator via en spindel, der er fastgjort til hubben. En rotor indeni generator klipper linjerne af magnetiske krafter i et roterende magnetfelt, hvilket skaber en induceret elektromotorisk kraft, der konverterer mekanisk energi til elektrisk energi.

For eksempel, i en synkron generator, består roteren normalt af en permanent magnet eller en opspændingsvinding, der skaber en AC elektromotorisk kraft i statorvindingen, mens roteren roterer. Gennem transformer omdannes generatoroutputspændingen til spændingsniveauet, der er passende til nettransmission, og derefter overføres elektriciteten til nettet.

Sammensætning af vindkraftsystem

Vindmølle set

Inklusive vindhjul (blade, hjulhub og variabel propellersystem), spindel, gearboks (nogle direkte drevne vindmøller har ikke gearboks), generator, yaw system, bremse system og kontrolsystem.

Vindmøllen er en nøglekomponent i at fange vindenergi, og bladets form og længde bestemmer vindmøllens effektivitet i at fange vindenergi. Gearboksen bruges til at konvertere vindmøllens lavt hastighed til den høje hastighed, som generator kræver. Yaw-systemet tillader, at vindmøllen altid er justeret i vindretningen for at maksimere fangst af vindenergi. Bremse systemet bruges til at stoppe vindmøllens drift i en nødsituation. Kontrolsystemet er ansvarlig for at overvåge og styre de forskellige komponenter i vindmøllen for at sikre dens sikker og stabil drift.

Pylon

Den bruges til at understøtte vindmøller, så de kan fange mere vindenergi på tilstrækkelig højde. Tårnets højde fastsættes normalt i henhold til lokale vindressourcer og topografiske forhold.

For eksempel, i flade, åbne områder, kan tårne være relativt høje for stærkere vindhastigheder; i bjergområder eller områder med kompleks terræn, kan tårnets højde være begrænset.

Eltransmissions- og distributionsystem

Inklusive transfomatorer, skifter, kabler osv., brugt til at omdanne vindmøllens udledte strøm til et spændingsniveau, der er passende til nettransmission, og leverer den til nettet.

Transformatorer omdanner den lavere spænding fra generator til et spændingsniveau, der er passende til nettransmission, skifter bruges til at kontrollere transmission og distribution af elektricitet, og kabler er ansvarlige for at overføre elektricitet fra vindmøllen til transformator og nettet.

En måde at bruge vindkraft som en vedvarende energikilde

Integration i nettet

Den mest almindelige anvendelse af vindkraft er dens integration i nettet for at give ren, vedvarende energi til energisystemet. Når elektriciteten, der udsendes af vindmøllen, omdannes af transmissions- og transformations-systemet, sendes den til klienten gennem nettet.

Energinettet kan integrere og deployere forskellige regioners og typer af energikilder for at møde brugernes behov. Som en ustabil energikilde skal vindkraft kombineres med andre stabile energiproduktionsmetoder (som termisk kraftproduktion, vandkraftproduktion osv.) for at sikre nettets stabile drift.

For eksempel, i områder rig på vindressourcer, kan store vindparkes bygges for at integrere vindkraft i nettet for at give strøm til den omkringliggende region og endda hele landet.

Distribueret produktion

Ud over at blive integreret i store elnet, kan vindkraft også bruges i distribuerede produktionsystemer. Distribueret vindkraft installeres normalt nær brugere, som fabrikker, skoler, samfund osv., for at give brugerne en selvstændig strømforsyning eller som en backup strømkilde.

Distribueret vindkraftproduktionssystem kan reducere tab af elektricitet i transmissionsprocessen og forbedre energiudnyttelseseffektiviteten. Samtidig kan det forbedre strømsystemets pålidelighed og stabilitet og reducere afhængigheden af et centraliseret net.

For eksempel, nogle afsides beliggende områder eller øer kan installere små vindmøller for at give strøm til lokale beboere og løse problemet med mangel på strøm.

Integration af energilagrings teknologi

På grund af vindkraftproduktionens ustabilitet, for at bedre udnytte vindressourcer, kan vindkraftproduktion kombineres med energilagrings teknologi. Energilagrings systemet kan lagre overskydende elektricitet, når vindkraft er høj, og frigive elektricitet, når vindkraft er lav eller ingen vindkraft, for at møde brugernes elektricitetsbehov.

Almindelige energilagrings teknologier inkluderer batterilagrings, pumpelager, komprimeret luftlagring osv. For eksempel, batterilagrings systemer kan hurtigt reagere på ændringer i vindkraftproduktion, lagre og frigive elektricitet; pumpelager kan bruge overskydende elektricitet fra vindkraft til at pumpe vand op højt og lagre det, frigive det for at generere elektricitet, når det er nødvendigt.

Flere energikilder komplementært system

Vindkraft kan kombineres med andre vedvarende energikilder (som solenergi, vandkraft osv.) og traditionelle energikilder (som naturgas kraftproduktion osv.) for at danne et flerenergi komplementært system for at opnå effektiv energiudnyttelse og stabil leverance.

Flerenergi komplementært system kan fuldt ud udnytte fordelene ved forskellige energikilder og udligne mangler ved enkelt energikilder. For eksempel, solenergi produktion og vindkraftproduktion har en vis grad af komplementaritet i tid, solenergi er tilstrækkelig om dagen, og vinden kan være større om natten, og en stabil allerede vejrstrøm kan opnås gennem passende konfiguration og planlægning. Samtidig kan traditionelle energikilder bruges som backup strømkilder for at give strøm support, når vedvarende energikilder er utilstrækkelige.