Kā notiek vēja enerģijas rašana?

Vēja enerģijas rašanas process galvenokārt ietver šādus soļus

Vēja enerģijas pamatprincipi

Vēja enerģija tiek pārveidota par mehānisko enerģiju

Vēja enerģijas rašana izmanto vēja kinētisko enerģiju, lai nospiež vēja ģeneratora skaldes un tos pagriez. Kad vēji plūst cauri vēja ģeneratora skaldēm, to speciālais formu un leņķis konvertē vēja kinētisko enerģiju par skaldes rotācijas mehānisko enerģiju.

Piemēram, bieži sastopamajā trīsskaldņu vēja ģeneratorā skaldes dizains ir līdzīgs lidmašīnas sparnam, kad vējs plūst cauri skaldēm, dažāda gāzes straumes ātrums augšējā un apakšējā skaldes virsmā radīs pacelšanas jaudu un pretestību, un pacelšanas jauda spiestos skaldes rotācijā.

Mehāniskā enerģija tiek pārveidota par elektrisko enerģiju

Skaldu rotācija tiek nodota ģeneratoram, kas piesaistīts centrālajai dzeņei. Iekšējais rotors ģeneratorā krusto magnētiskās spilgtuma līnijas rotējošā magnētiskajā laukā, veidojot inducēto elektromotīvālo spēku, kas pārvērš mehānisko enerģiju par elektrisko enerģiju.

Piemēram, sinhronajā ģeneratorā rotors parasti sastāv no pastāvīgā magnēta vai uzliesmošanas vinela, kas, rotājot, veido maiņstrāvas elektromotīvālo spēku statora vinelā. Ar transformatoru ģeneratora izvades spriegumu paaugstina līdz tādam spriegumam, kas piemērots tīkla transmisijai, un tad elektriskā enerģija tiek nosūtīta tīklā.

Vēja enerģijas sistēmas sastāvs

Vēja ģeneratoru komplekts

Izskaitot vēja ratiņu (skaldes, ratiņa centrālo daļu un mainīgu propeleru sistēmu), ass, pārnesumu kastu (daži tiešā pārnesuma vēja ģeneratori nemaz nav ar pārnesumu kastu), ģeneratoru, svārstības sistēmu, brīdināšanas sistēmu un kontrolsistema.

Vēja ģeneratoris ir atzīts par būtisku komponentu vēja enerģijas uzsūtīšanā, un skaldes forma un garums nosaka vēja ģeneratora vēja enerģijas uzsūtīšanas efektivitāti. Pārnesumu kaste tiek izmantota, lai pārveidotu zemo vēja ģeneratora ātrumu par augstu ātrumu, kas nepieciešams ģeneratoram. Svārstības sistēma ļauj vēja ģeneratoram vienmēr orientēties pret vēju virzieniem, lai maksimizētu vēja enerģijas uzsūtīšanu. Brīdināšanas sistēma tiek izmantota, lai apturētu vēja ģeneratora darbību ārkārtas situācijās. Kontrolsistema ir atbildīga par dažādo vēja ģeneratora komponentu monitoringu un kontroli, lai nodrošinātu tā drošu un stabila darbību.

Tornis

To izmanto, lai atbalstītu vēja ģeneratorus, lai tie varētu uzsūtīt vairāk vēja enerģijas pietiekami lielā augstumā. Torna augstumu parasti nosaka atkarībā no vietējiem vēja resursiem un ainavas apstākļiem.

Piemēram, plaknē, atvērtās teritorijās tornis var būt salīdzinoši augsts, lai nodrošinātu stiprākus vēju ātrumus; kalnu rajonos vai sarežģītos ainavas apstākļos torna augstums var būt ierobežots.

Enerģijas transmisijas un sadalešanas sistēma

Izskaitot transformatorus, slēdzekles, kabēles utt., kas tiek izmantoti, lai paaugstinātu vēja ģeneratora izveidotā elektroenerģijas spriegumu un nosūtītu to tīklā.

Transformatorus izmanto, lai paaugstinātu zemo ģeneratora izvades spriegumu līdz tādam spriegumam, kas piemērots tīkla transmisijai, slēdzekles tiek izmantotas, lai kontrolētu elektroenerģijas transmisiju un sadali, bet kabēles ir atbildīgas par elektroenerģijas pārnešanu no vēja ģeneratora uz transformatoru un tīklu.

Veids, kā izmantot vēja enerģiju kā atjaunojamu enerģiju avotu

Integrācija tīklā

Visbiežāk vēja enerģiju izmanto, integrējot to tīklā, lai sniegtu tīru, atjaunojamu enerģiju enerģijas sistēmai. Kad vēja ģeneratoris izveido elektroenerģiju, transmisijas un transformācijas sistēma paaugstina to un nosūta klientiem caur tīklu.

Enerģijas tīkls var integrēt un izmantot dažādu reģionu un dažādu tipu enerģijas ražošanas resursus, lai apmierinātu lietotāju prasības. Kā nestabilam enerģijas avotam, vēja enerģijai ir jātiek kombinētai ar citiem stabilākiem enerģijas ražošanas paņēmieniem (piemēram, termoenerģētika, hidroelektriskā enerģija utt.), lai nodrošinātu tīkla stabilitāti.

Piemēram, vēja resursu bagātos rajonos var tikt izveidoti lielapjomi, lai integrētu vēja enerģiju tīklā, lai sniegtu elektroenerģiju apkārtējam reģionam un pat visai valstij.

Sadalītā ražošana

Kā alternatīva lielu tīklu integrācijai, vēja enerģiju var izmantot sadalītās ražošanas sistēmās. Sadalītā vēja enerģija parasti tiek instalēta tuvāk lietotājiem, piemēram, rūpnīcās, skolās, kopienās utt., lai sniegtu lietotājiem neatkarīgu enerģijas piegādi vai kā rezerves enerģijas avotu.

Sadalītā vēja enerģijas ražošanas sistēma var samazināt elektroenerģijas zudumu transmisijas procesā un uzlabot enerģijas izmantošanas efektivitāti. Tāpat tā var palielināt enerģijas sistēmas uzticamību un stabilitāti un samazināt atkarību no centralizētā tīkla.

Piemēram, dažos attālos rajonos vai salās var instalēt mazus vēja ģeneratorus, lai sniegtu elektroenerģiju vietējiem iedzīvotājiem un atrisinātu problēmas saistībā ar elektroenerģijas trūkumu.

Enerģijas krātošanas tehnoloģijas integrācija

Lai labāk izmantotu vēja resursus, vēja enerģijas ražošana var tikt kombinēta ar enerģijas krātošanas tehnoloģijām. Enerģijas krātošanas sistēma var saglabāt pārpalikusī elektroenerģiju, kad vēja enerģija ir augsta, un izlejot elektroenerģiju, kad vēja enerģija ir zema vai neeksistē, lai apmierinātu lietotāju enerģijas vajadzības.

Bieži izmantotās enerģijas krātošanas tehnoloģijas ietver akumulatoru enerģijas krātošanu, hidraulisku krātošanu, sprādziena gaisa enerģijas krātošanu utt. Piemēram, akumulatoru enerģijas krātošanas sistēmas var ātri reaģēt uz vēja enerģijas ražošanas izmaiņām, saglabājot un izlejot elektroenerģiju; hidrauliskās krātošanas elektrostacijas var izmantot vēja enerģijas pārpalikusī elektroenerģiju, lai pompētu ūdeni augstāk un to glabātu, un izlejot to, lai ražotu elektroenerģiju, kad tas ir nepieciešams.

Dažādu enerģiju savietojama sistēma

Vēja enerģiju var kombinēt ar citiem atjaunojamiem enerģijas avotiem (piemēram, saules enerģiju, hidroelektrisko enerģiju utt.) un tradicionālajiem enerģijas avotiem (piemēram, dabasgāzes enerģiju), lai veidotu dažādu enerģiju savietojamu sistēmu, lai sasniegtu efektīvu enerģijas izmantošanu un stabila piegāde.

Dažādu enerģiju savietojama sistēma var pilnībā izmantot dažādu enerģijas avotu priekšrocības un kompensēt vienkārša enerģijas avota trūkumus. Piemēram, saules enerģijas ražošana un vēja enerģijas ražošana ir daļēji papildinošas laika ziņā, dienas laikā saules enerģija ir pietiekama, bet vakarā vēji var būt lielāki, un stabila vispārējā enerģijas piegāde var tikt sasniegta, izmantojot piemērotu konfigurāciju un grafiku. Tāpat tradicionālie enerģijas avoti var tikt izmantoti kā rezerves enerģijas avoti, lai nodrošinātu enerģijas atbalstu, kad atjaunojami enerģijas avoti ir nepietiekami.