Bila hakika haijapa chanzo cha nguvu nje, tunda la upepo unaweza kujenga umeme kwa njia ifuatayo:
I. Sifa ya kazi inayodhibitiwa na upepo
Ubadilishaji wa nishati ya upepo hadi nishati ya mkoa
Pamba za tunda la upepo zimeundwa kwa mfano maalum. Wakati upepo unapopanda juu ya pamba, kutokana na mfano maalum wa pamba na sifa za aerodinamiki, nishati ya kinetiki ya upepo huchukuliwa kuwa nishati ya mkoa ya mapamba.
Kwa mfano, pamba za tunda la upepo kubwa mara nyingi ni mita kadhaa na yana mfano wa wing wa ndege. Wakati upepo unapopanda kwa kasi fulani juu ya pamba, viwango vya mzunguko wa upepo juu na chini ya pamba ni tofauti, kwa hivyo kukua tofauti ya uwiano na kupusha pamba zikaeze.
Utumaji wa nishati ya mkoa kwa muundo wa utumaji
Mzunguko wa pamba unatumika kufika kwenye rotor ya jeneratori kwa muundo wa utumaji. Muundo wa utumaji huwa una vipengele kama gearbox na shaa ya utumaji. Fanya yake ni kubadilisha mzunguko wa kiwango chache na nguvu nyingi ya pamba kwa mzunguko wa kiwango kubwa na nguvu chache kilichohitajika na jeneratori.
Kwa mfano, katika baadhi ya tunda la upepo, gearbox inaweza kongeza mzunguko wa pamba kwa mara kadhaa au hata elfu moja ili kufanikiwa kwa kiwango cha jeneratori.
II. Sifa ya kazi ya jeneratori
Ujenga umeme kwa uinduzi wa electromagnetiko
Tunda la upepo huwa linatumia jeneratori asynchronisi au synchronisi. Bila chanzo cha nishati nje, rotor wa jeneratori huaeza kwa undumu wa pamba, kutembelea magnetic field katika stator winding na kwa hivyo kujenga electromotive force iliyounduliwa.
Kulingana na sheria ya uinduzi wa electromagnetiko, wakati conductor anavyoka katika magnetic field, electromotive force inawaka kwenye mwisho wa conductor. Katika tunda la upepo, rotor wa jeneratori ni sawa na conductor, na magnetic field katika stator winding hutengenezwa na magnets ya daima au excitation windings.
Kwa mfano, rotor wa jeneratori asynchronisi ni muundo wa squirrel-cage. Wakati rotor aeza katika magnetic field, conductors katika rotor hutembelea magnetic field na kujenga current iliyounduliwa. Hii current iliyounduliwa kwa wakati hutengeneza magnetic field katika rotor, ambayo hutumaini na magnetic field katika stator winding, kwa hivyo kunyanyasa rotor awezaye kuaendelea kaeza.
Self-excitation na kujenga voltage
Kwa baadhi ya jeneratori synchronisi, kujenga voltage kwa self-excitation ni lazima kuanza magnetic field ya msingi. Self-excitation na kujenga voltage ni kutumia magnetism remaining wa jeneratori na armature reaction kutengeneza output voltage ya jeneratori bila chanzo cha nishati nje.
Wakati rotor wa jeneratori aeza, kutokana na kuwepo kwa magnetism remaining, electromotive force dogo linawaka katika stator winding. Hii electromotive force inatoka kwenye rectifier na regulator katika circuit ya excitation kutekeleza excitation winding, kwa hivyo kuongeza magnetic field katika stator winding. Kama magnetic field inongezeka, electromotive force itaongezeka pole pole hadi ikafika rated output voltage ya jeneratori.
III. Output ya nishati na udhibiti
Output ya nishati
Umeme unaojenga na jeneratori unatumika kufika kwenye grid ya nishati au mizigo mikali kwa kutumia cables. Wakati wa kutumika, unahitaji kuongezeka au kupunguzika kwa transformer kufanikiwa kwa miwango tofauti ya voltage.
Kwa mfano, umeme unaojenga na tunda la upepo kubwa mara nyingi unahitaji kuongezeka kwa transformer wa step-up kabla ya kuunganishwa na grid ya nishati ya kiwango kubwa kwa kutuma kwa umbali.
Udhibiti na usalama
Ili kuhakikisha kazi salama na imara ya tunda la upepo, linahitaji kuudhibitiwa na kulinda. Muundo wa udhibiti unaweza kurekebisha pembe ya pamba, mzunguko wa jeneratori, na vyenzo vingine kulingana na viwango kama vile kiwango cha upepo, mwelekeo wa upepo, na output power ya jeneratori ili kufanikiwa kwa kiwango bora cha kujenga nishati na kulisaidia vifaa.
Kwa mfano, wakati kiwango cha upepo ni zuri, muundo wa udhibiti unaweza kurekebisha pembe ya pamba ili kupunguza eneo la ukosefu wa pamba kusikitisha tunda la upepo lisipate saratani. Pia, muundo wa udhibiti unaweza kuangalia viwango kama vile output voltage, current, na frequency ya jeneratori. Wakati matukio magumu yanavyowaka, unaweza kutoka kwenye nishati kwa haraka ili kulisaidia usalama wa vifaa na watu.
