O proceso de xeración de enerxía eólica inclúe principalmente os seguintes pasos
Os principios básicos da enerxía eólica
A enerxía eólica convértese en enerxía mecánica
A xeración de enerxía eólica utiliza a enerxía cinética do vento para impulsar as pás das turbinas eólicas a rotar. Cando o vento pasa polas pás dunha turbina eólica, a forma especial e o ángulo das pás convérten a enerxía cinética do vento na enerxía mecánica de rotación das pás.
Por exemplo, a común turbina eólica de tres pás, o deseño das pás é semellante ao dunha asa de avión, cando o vento pasa pola pá, debido ás diferentes velocidades do fluxo de aire nas superficies superior e inferior da pá, xerará sustentación e resistencia, e a forza de sustentación impulsará a pá a rotar.
A enerxía mecánica convértese en enerxía eléctrica
A rotación das pás transmítese ao xerador a través dun eixo unido ao cubo. Un rotor dentro do xerador corta as liñas de forza magnética nun campo magnético rotatorio, creando unha forza electromotriz inducida que convérte a enerxía mecánica en enerxía eléctrica.
Por exemplo, nun xerador síncrono, o rotor xeralmente consiste nun imán permanente ou un devanado excitador que crea unha forza electromotriz alternativa no devanado estator coa rotación do rotor. A través do transformador, a tensión de saída do xerador aumenta ata o nivel de tensión adecuado para a transmisión á rede, e logo a enerxía eléctrica transmítese á rede.
Composición do sistema eólico
Conxunto de turbinas eólicas
Incluíndo a roda de vento (pás, cubo e sistema de hélice variable), eixe, caixa de cambios (algúns aerxeneradores directos non teñen caixa de cambios), xerador, sistema de guiado, sistema de frenado e sistema de control.
A turbina eólica é un compoñente clave para capturar a enerxía eólica, e a forma e lonxitude das pás determinan a eficiencia de captura de enerxía eólica da turbina. A caixa de cambios úsase para converter a baixa velocidade da turbina eólica na alta velocidade necesaria para o xerador. O sistema de guiado permite que a turbina eólica se alinee coa dirección do vento en todo momento para maximizar a captura de enerxía eólica. O sistema de frenado úsase para detener a operación da turbina eólica en caso de emerxencia. O sistema de control é responsable de monitorizar e controlar os diversos compoñentes da turbina eólica para asegurar a súa operación segura e estable.
Pilar
Úsase para sostentar as turbinas eólicas para que poidan capturar máis enerxía eólica a suficiente altura. A altura da torre xeralmente determinase segundo os recursos eólicos locais e as condicións topográficas.
Por exemplo, en áreas planas e abertas, as torres poden ser relativamente altas para velocidades de vento máis fortes; en zonas montañosas ou con terreo complexo, a altura da torre pode estar limitada.
Sistema de transmisión e distribución de enerxía
Incluíndo transformadores, equipamentos de comutación, cabos, etc., utilizados para aumentar a tensión da electricidade emitida pola turbina eólica e entregala á rede.
Os transformadores aumentan a baixa tensión de saída do xerador a un nivel de tensión adecuado para a transmisión á rede, os equipamentos de comutación úsanse para controlar a transmisión e distribución de enerxía eléctrica, e os cabos son responsables de transferir a enerxía eléctrica dende a turbina eólica ao transformador e á rede.
Unha forma de usar a enerxía eólica como fonte de enerxía renovábel
Integración na rede
O uso máis común da enerxía eólica é a súa incorporación na rede para proporcionar enerxía limpa e renovábel ao sistema eléctrico. Cando a enerxía eléctrica emitida pola turbina eólica aumenta polo sistema de transmisión e transformación, envíase ao cliente a través da rede.
A rede eléctrica pode integrar e desplegar os recursos de xeración de diferentes rexións e tipos para satisfacer a demanda dos usuarios. Como fonte de enerxía inestábel, a enerxía eólica debe combinarse con outros métodos de xeración estáveis (como a xeración térmica, hidroeléctrica, etc.) para asegurar a operación estable da rede.
Por exemplo, en áreas ricas en recursos eólicos, poden construírse grandes parques eólicos para integrar a enerxía eólica na rede e proporcionar electricidade á rexión circundante e incluso ao país enteiro.
Xeración distribuída
Ademais de integrarse nas grandes redes eléctricas, a enerxía eólica tamén pode usarse en sistemas de xeración distribuída. A xeración eólica distribuída xeralmente instálase preto dos usuarios, como fábricas, escolas, comunidades, etc., para proporcionar aos usuarios un suministro de enerxía independente ou como fonte de enerxía de reserva.
O sistema de xeración eólica distribuída pode reducir a perda de electricidade no proceso de transmisión e mellorar a eficiencia do uso da enerxía. Ao mesmo tempo, pode aumentar a fiabilidade e estabilidade do sistema eléctrico e reducir a dependencia dunha rede centralizada.
Por exemplo, algúns áreas remotas ou illas poden instalar pequenas turbinas eólicas para proporcionar electricidade aos residentes locais e resolver o problema da falta de electricidade ou a escasez de electricidade.
Integración da tecnoloxía de almacenamento de enerxía
Debido á inestabilidade da xeración de enerxía eólica, para facer un mellor uso dos recursos eólicos, a xeración de enerxía eólica pode combinarse con tecnoloxías de almacenamento de enerxía. O sistema de almacenamento de enerxía pode almacenar excedentes de enerxía eléctrica cando a potencia eólica é alta, e liberar enerxía eléctrica cando a potencia eólica é baixa ou non hai potencia eólica para satisfacer as necesidades de enerxía dos usuarios.
As tecnoloxías de almacenamento de enerxía comúns inclúen o almacenamento de enerxía en baterías, almacenamento por bombeo, almacenamento de aire comprimido, etc. Por exemplo, os sistemas de almacenamento de enerxía en baterías poden responder rapidamente aos cambios na xeración de enerxía eólica, almacenando e liberando enerxía eléctrica; as centrais de bombeo poden usar a electricidade excedente da enerxía eólica para bombear auga cara arriba e almacenala, liberándoa para xerar electricidade cando sexa necesario.
Sistema complementario multi-enerxía
A enerxía eólica pode combinarse con outras fontes de enerxía renovábel (como a solar, hidráulica, etc.) e fontes de enerxía tradicionais (como a xeración de enerxía a gas natural, etc.) para formar un sistema complementario multi-enerxía para lograr un uso eficiente da enerxía e un suministro estable.
O sistema complementario multi-enerxía pode aproveitar as vantaxes de varias fontes de enerxía e compensar as deficiencias das fontes individuais. Por exemplo, a xeración de enerxía solar e eólica ten un certo grao de complementariedade no tempo, a enerxía solar é suficiente durante o día, e o vento pode ser maior de noite, e pode lograrse un suministro de enerxía estable a todas horas mediante unha configuración e programación adecuada. Ao mesmo tempo, as fontes de enerxía tradicionais poden utilizarse como fontes de enerxía de reserva para proporcionar soporte de enerxía cando as fontes renovábeis son insuficientes.
