Sa wala'y eksternal nga pinaghulanan sa kuryente, ang wind turbine makakagenera og kuryente pinaagi niini:
I. Prinsipyo sa operasyon nga gipadala sa hangin
Pagsulay sa enerhiya sa hangin ngadto sa mekanikal nga enerhiya
Ang mga blade sa wind turbine gigihapon sa ispesipikong hugis. Kon ang hangin mogahit sa mga blade, tungod sa espesyal nga hugis sa mga blade ug sa prinsipyos sa aerodynamics, ang kinetiko nga enerhiya sa hangin gitransformar ngadto sa rotasyonal nga mekanikal nga enerhiya sa mga blade.
Isip ehasemplo, ang mga blade sa dako nga wind turbine kasagaran adunay sukad nga milyan ka metro ug may hugis sama sa wing sa eroplano. Kon ang hangin mogahit sa ispesipikong bilis sa mga blade, ang bili sa pagtumbo sa hangin sa itaas ug ubos nga bahin sa mga blade walay pareho, mahimong mag-ugmad usa ka presyon nga kalain-lain ug mobuto sa mga blade nga mogiro.
Pagpadala sa mekanikal nga enerhiya pinaagi sa transmission system
Ang paggiro sa mga blade gitransmit sa rotor sa generator pinaagi sa transmission system. Ang transmission system kasagaran adunay komponente sama sa gearbox ug transmission shaft. Ang iyang tungkob mao ang pagtransformar sa low-speed, high-torque nga paggiro sa mga blade ngadto sa high-speed, low-torque nga paggiro nga gikinahanglan sa generator.
Isip ehasemplo, sa pipila ka wind turbines, ang gearbox makakapataas sa bilis sa paggiro sa mga blade sa daghang pulo o hapsay ka beses aron mapasabot sa kinahanglanon sa bilis sa generator.
II. Prinsipyo sa pagtrabaho sa generator
Paggenera og kuryente pinaagi sa electromagnetic induction
Ang mga wind turbine kasagaran nagamit og asynchronous generators o synchronous generators. Sa wala'y eksternal nga pinaghulanan sa kuryente, ang rotor sa generator mogiro sa pagpadala sa mga blade, mogupit sa magnetic field sa stator winding ug gitransformar nito og induced electromotive force.
Sumala sa batasan sa electromagnetic induction, kon ang conductor mogahit sa magnetic field, ang induced electromotive force makakagenera sa duha ka dulo sa conductor. Sa wind turbine, ang rotor sa generator equivalent sa isang conductor, ug ang magnetic field sa stator winding gigenera pinaagi sa permanent magnets o excitation windings.
Isip ehasemplo, ang rotor sa asynchronous generator adunay squirrel-cage structure. Kon ang rotor mogiro sa magnetic field, ang conductors sa rotor mogupit sa magnetic field ug makakagenera og induced current. Kining induced current makakagenera usab og magnetic field sa rotor, nga makakainteract sa magnetic field sa stator winding, ug gitransformar nito ang rotor nga padayon mogiro.
Self-excitation ug voltage building
Para sa pipila ka synchronous generators, ang voltage building pinaagi sa self-excitation gikinahanglan aron mapagtukod ang initial magnetic field. Ang self-excitation ug voltage building mao ang paggamit sa residual magnetism sa generator ug armature reaction aron mapagtukod ang output voltage sa generator sa wala'y eksternal nga pinaghulanan sa kuryente.
Kon ang rotor sa generator mogiro, tungod sa pagkabana sa residual magnetism, ang weak induced electromotive force makakagenera sa stator winding. Kining induced electromotive force mopasa sa rectifier ug regulator sa excitation circuit aron makapadala sa excitation winding, ug gitransformar nito ang magnetic field sa stator winding. Kon ang magnetic field makapataas, ang induced electromotive force makakapataas usab hangtod maabot ang rated output voltage sa generator.
III. Power output ug control
Power output
Ang kuryente nga gigenera sa generator gitransmit sa power grid o lokal nga loads pinaagi sa cables. Sa proseso sa pagtransmit, kinahanglan nito mogamit sa transformer aron mapataas o mapababa ang voltage sumala sa kinahanglanon.
Isip ehasemplo, ang kuryente nga gigenera sa dako nga wind turbines kasagaran kinahanglan naaog sa step-up transformer bago makakapadayon sa high-voltage power grid para sa long-distance transmission.
Control ug proteksyon
Arong masiguro ang safe ug stable nga operasyon sa wind turbine, kinahanglan nito kontrol ug proteksyon. Ang control system makakapagadjust sa angle sa mga blade, bilis sa paggiro sa generator, ug uban pang parameters sumala sa hangin nga bilis, direksyon sa hangin, ug output power sa generator aron mapatuman ang pinakamaayo nga efeksiyensiya sa paggenerate ug proteksyon sa equipment.
Isip ehasemplo, kon ang hangin nga bilis masyado ka taas, ang control system makakapagadjust sa angle sa mga blade aron mapababa ang area nga mobati sa blades aron maprotektahan ang wind turbine sa overload. Sa samang panahon, ang control system makakamonitor usab sa mga parameters sama sa output voltage, current, ug frequency sa generator. Kon may mga abnormal nga kondisyon, makakaputli sa power supply sa oras aron maprotektahan ang safety sa equipment ug mga tawo.
