Kif wind turbines jġenru l-elettriku mingħajr sors estern tal-enerġija?

Fis-saltna ta’ sors estern ta’ enèrgija, t-turbina tal-ħawwija tista’ tgħadil elektricità f’dak li jmiss:

I. Prinċipju tal-funzionament mitħaddiet mill-ħawwija

Konverżjoni tal-enèrgija tal-ħawwija għal enèrgija mekanika

Il-pajjiż tal-turbina tal-ħawwija huma dissenjati bl-forma partikolari. Meta l-ħawwija timġib fuq il-pajjiż, għall-forma partikolari tal-pajjiż u l-prinċipji tal-aerodinamika, l-enèrgija kinetika tal-ħawwija tkun konvertita għal enèrgija mekanika rotatorja tal-pajjiż.

Pereżempju, il-pajjiż tal-turbina tal-ħawwija kbira solitament ikunu metri ftitn u jkollhom forma simili għall-għasfur tal-aeroplàn. Meta l-ħawwija timġib b’veloeità certa fuq il-pajjiż, is-silġ tas-silġ fuq is-superfiċi superjuri u infeżor tal-pajjiż ikun differenti, bl-għażla jgħenjiu pressjoni differenti u jagħmlu l-pajjiż jirrotaju.

Trasferiment tal-enèrgija mekanika mit-trasmissjon

Ir-rotazzjoni tal-pajjiż tiġi trasferita għal rotor tal-ġeneratur permezz tat-trasmissjon. It-trasmissjon ħabitwalment inkludiv komponenti kif l-kaxxa tal-vettur u l-mast tal-trasmissjon. Il-funżjoni tagħha hi li tkonverti r-rotazzjoni bil-veloeità baża u l-forza torsjonali alta tal-pajjiż għal rotazzjoni bil-veloeitàalta u forza torsjonali baża li tħtieġha l-ġeneratur.

Pereżempju, f’turbini tal-ħawwija, il-kaxxa tal-vettur tista’ tżid ir-rotazzjoni tal-pajjiż bi doppji jew minn doppji għal ikonfronta b’veloeità li tħtieġha l-ġeneratur.

II. Prinċipju funzjonali tal-ġeneratur

Tgħadil tal-elettricità permezz tal-indukzjoni elettromagnetika

It-turbini tal-ħawwija solitament jagħmlu użu minn ġeneraturi asinkroni jew sinkroni. F’saltna ta’ sors estern, il-rotor tal-ġeneratur jirrotaju taħt it-talb tal-pajjiż, qattieg il-kamp magnetiku fl-avvolgiment tal-stator u fil-każ jgħadil forza elettromottriċi indotta.

Skond il-liġi tal-indukzjoni elettromagnetika, meta konduttur jimxejn fil-kamp magnetiku, jiġi mgħadul forza elettromottriċi f’l-bieb tal-konduttur. F’turbina tal-ħawwija, il-rotor tal-ġeneratur huwa ekvivalent għal konduttur, u l-kamp magnetiku fl-avvolgiment tal-stator jiġi mgħadul minn magneti permanenti jew avvolgimenti tal-eċcitazzjoni.

Pereżempju, il-rotor tal-ġeneratur asinkron huwa struttura ta’ għasfur tal-kixxof. Meta l-rotor jirrotaju fil-kamp magnetiku, il-kondutturi fl-rotor qattig il-kamp magnetiku u jiġi mgħadul xurrent induttiv. Dan ix-xurrent induttiv f’dan il-każ jgħadil kamp magnetiku fl-rotor, li jinteragixxi mal-kamp magnetiku fl-avvolgiment tal-stator, bl-għażla jgħaqqad l-rotor jisseħħa’ rrota.

Eċcitazzjoni swija u bini tal-volttagġ

Għal xi ġeneraturi sinkroni, hija meħtieġa l-eċcitazzjoni swija u bini tal-volttagġ biex tbini l-kamp magnetiku inizjali. L-eċcitazzjoni swija u bini tal-volttagġ ifisser l-użu tal-magnetism residwali tal-ġeneratur u reazzjoni tal-armatūr biex ibni l-volttagġ tal-ġeneratur f’saltna ta’ sors estern.

Meta l-rotor tal-ġeneratur jirrotaju, għall-presenza tal-magnetism residwali, jiġi mgħadul forza elettromottriċi żgħira fl-avvolgiment tal-stator. Din il-forza elettromottriċi tpassa permezz tal-rettifikatur u regulator fit-trass tal-eċcitazzjoni biex teċċita l-avvolgiment tal-eċcitazzjoni, bl-għażla jinqasas il-kamp magnetiku fl-avvolgiment tal-stator. Waqt li l-kamp magnetiku jiżdied, l-forza elettromottriċi se jiżdied gradwalament sakemm toħloq il-volttagġ tar-rata tal-ġeneratur.

III. Output tal-potenza u kontroll

Output tal-potenza

L-elettricità mgħadula mill-ġeneratur tiġi trasferita għal reċi tal-enerġija elektrika jew karigi lokali permezz tal-kabli. Fl-istess proċess, huwa meħtieġ li jiġi erġa’ b’marġa minn trasformatur biex ikun soddisfat diversi requisiti tal-volttagġ.

Pereżempju, l-elettricità mgħadula mil-turbini tal-ħawwija kbira solitament tħtieġ erġa’ b’marġa minn trasformatur b’erġa’ b’marġa qabel ma tista’ tikkonektja mal-reċi tal-enerġija elektrika għal trasport distanti.

Kontroll u protezzjoni

Biex is-sigurtà u l-operażjoni stabili tal-turbina tal-ħawwija jiġu assicurati, huwa meħtieġ li tkun kontrollata u protetta. Is-sistema tal-kontroll tista’ tmodifika l-angolu tal-pajjiż, ir-rotazzjoni tal-ġeneratur, u oħrajn skont parametri kif is-veloeità tal-ħawwija, id-direzzjoni tal-ħawwija, u l-output tal-ġeneratur biex tara l-effiċjenza massima tal-tgħadil tal-elettricità u tipproteġġi l-apparat.

Pereżempju, meta is-veloeità tal-ħawwija hija troppo alta, is-sistema tal-kontroll tista’ tmodifika l-angolu tal-pajjiż biex tneħħi l-area tal-pajjiż li tħaseb il-forza biex tippreveni milli l-turbina tal-ħawwija tissolfa minn sovraccarico. N-numru stess, is-sistema tal-kontroll tista’ wkoll timonitora parametri kif il-volttagġ, il-korrent, u tfrekwenza tal-ġeneratur. Meta ssillgħu situazzjonijiet anomali, tista’ ttagħti l-kut-off tal-elettricità waqt opportunu biex tipproteġġi s-sigurtà tal-apparat u tad-dinja.