Quomodo turbines venti electricitatem generant sine fonte externo?

In absentia fontis externi, turbinam eoliam generare potest electricitatem per sequentes modos:

I. Principium operationis eolicae

Conversio energiae eolicae in energiam mechanicam

Palmulae turbinarum eolicarum sunt designatae in specie forma. Cum ventus transiens super palmulas, ob formam specialem palmularum et principia aerodynamica, energia cinetica venti convertitur in rotationalem mechanicam palmularum.

Exempli gratia, palmulae magnae turbines eolicae solent esse plurimorum decem metrorum longae et habent formam similem alae aeris navis. Cum ventus fluit ad certam celeritatem super palmulas, velocitates fluxus aeris super superficies superiora et inferiora palmularum sunt diversae, inde generatur differentia pressionis et impelluntur palmulae ad rotandum.

Transmissio energiae mechanicae per systema transmissionis

Rotatio palmularum transmittitur ad rotor generantis per systema transmissionis. Systema transmissionis solitum est includere componentes ut cophinus et axis transmissionis. Functio eius est convertendi rotationem lente, alta torque palmularum in celerem, parvam torque requiritur ab generante.

Exempli gratia, in quibusdam turbines eolicis, cophinus potest multiplicare celeritatem rotationis palmularum per plures decies vel centies ad satisfaciendum requisitis celeritatis generantis.

II. Principium operationis generantis

Generatio electricitatis per inductionem electromagnetica

Turbines eolicae solent uti generantibus asynchronis vel synchronis. In absentia fontis externi, rotor generantis rotat sub impetu palmularum, sectans campum magneticum in spira statoris et sic generans motum electromotivum inducens.

Secundum legem inductionis electromagnetic, cum conductor movetur in campo magnetico, inducitur motus electromotivus ad extremis conductoris. In turbine eolica, rotor generantis est equivalentis conductor, et campum magneticum in spira statoris generatur a magnetibus permanentibus vel spiris excitationis.

Exempli gratia, rotor generantis asynchroni est structurae cuniculi. Cum rotor rotat in campo magnetico, conductores in rotore secant campum magneticum et generant currentem inducens. Hic current inducens rursus generat campum magneticum in rotore, qui interagendo cum campo magnetico in spira statoris, facit ut rotor continuet rotando.

Autoexcitatio et constructio tensionis

Quodam generantibus synchronis, constructio tensionis per autoexcitatio est necessaria ad constituendum initium campi magneticum. Autoexcitatio et constructio tensionis significat uti residui magnetismi generantis et reactione armature ad constituendum tensionem output generantis in absentia fontis externi.

Cum rotor generantis rotat, ob existentiam residui magnetismi, generatur tenuis motus electromotivus in spira statoris. Hic motus electromotivus transit per rectificatores et regulatores in circuitu excitationis ad excitandum spiram excitationis, ita fortificans campum magneticum in spira statoris. Ut campum magneticum crescat, motus electromotivus gradualiter crescet donec adveniat ad tensionem nominalem output generantis.

III. Output potentiae et control

Output potentiae

Electricitas generata a generante transmittitur ad rete potentiae vel onera localia per cablos. Durante processu transmissionis, oportet augmentari aut diminuari per transformator ad satisfaciendum diversis requisitis tensionis.

Exempli gratia, electricitas generata a magnis turbines eolicis solent augmentari per transformator incrementalis antequam possit conecti ad rete potentiae altae tensionis pro transmissione longinqua.

Control et protectio

Ut securitatem et stabilitatem operationis turbine eolicae confirmet, oportet ut controllatur et protegatur. Systema controlis potest ajustare angulum palmularum, celeritatem rotationis generantis, etc. secundum parametras ut celeritas venti, directio venti, et potentia output generantis ad optinendum optimam efficientiam generationis potentiae et protectionem apparatus.

Exempli gratia, cum celeritas venti est nimia, systema controlis potest ajustare angulum palmularum ad reducendum aream portantium palmularum ne turbine eolica laedatur per overloading. Simul, systema controlis potest monitorare parametras ut tensio output, current, et frequencia generantis. Cum conditiones anormales occurrunt, potest interruptare supply potentiae tempestive ad protegendum securitatem apparatus et personarum.