Λειτουργικό Αρχή του Ανεμογεννήτριας

Πώς Λειτουργεί η Ανεμογεννήτρια;

Υπάρχει ένας αεροδυναμικός τουρμπινός με μεγάλες πτέρυγες που είναι εγκατεστημένες στην κορυφή ενός υποστηρικτικού πύργου αρκετά ψηλού. Όταν ο αέρας πλήττει τις πτέρυγες του τουρμπινού, ο τουρμπίνος περιστρέφεται λόγω του σχεδιασμού και της διάταξης των πτερύγων. Το πάτος του τουρμπινού είναι συνδεδεμένο με έναν ηλεκτρογεννήτρια. Η έξοδος της ηλεκτρογεννήτριας συλλέγεται μέσω ηλεκτρικών καλωδίων.

Λειτουργία της Ανεμογεννήτριας

Όταν ο αέρας πλήττει τις πτέρυγες του ρότορα, οι πτέρυγες ξεκινούν να περιστρέφονται. Ο ρότορας του τουρμπινού είναι συνδεδεμένος με έναν γρήγορο μετατροπέα. Ο μετατροπέας μετατρέπει την περιστροφή του ρότορα από χαμηλή ταχύτητα σε υψηλή ταχύτητα. Το υψηλόταχυτητικό πάτος από τον μετατροπέα είναι συνδεδεμένο με τον ρότορα της ηλεκτρογεννήτριας και, επομένως, η ηλεκτρογεννήτρια λειτουργεί με υψηλότερη ταχύτητα. Χρειάζεται ένας εξαγωγέας για να δώσει την απαιτούμενη εξάρση στη μαγνητική σπείρα του συστήματος του πεδίου της ηλεκτρογεννήτριας, ώστε να μπορεί να παράγει την απαιτούμενη ηλεκτρική ενέργεια. Η παραγόμενη τάση στους εξαγωγικοί πόλοι του αλτερνατόρα είναι ανάλογη με την ταχύτητα και την ποσότητα του πεδίου του αλτερνατόρα. Η ταχύτητα ρυθμίζεται από την αερινή δύναμη, η οποία είναι εκτός ελέγχου. Συνεπώς, για να διατηρηθεί η ομοιογένεια της εξαγωγικής ενέργειας από τον αλτερνατόρα, η εξάρση πρέπει να ρυθμίζεται σύμφωνα με τη διαθεσιμότητα της φυσικής αερινής δύναμης. Η ροή του εξαγωγέα προσαρμόζεται από έναν ελεγκτή του τουρμπινού, ο οποίος ανιχνεύει την ταχύτητα του ανέμου. Στη συνέχεια, η εξαγωγική τάση της ηλεκτρογεννήτριας (αλτερνατόρα) δίνεται σε έναν ορθογωνικοποιητή, όπου η έξοδος του αλτερνατόρα μετατρέπεται σε έναντική (DC). Στη συνέχεια, αυτή η ορθογωνικοποιημένη DC έξοδος δίνεται σε μια μονάδα μετατροπής γραμμής για να μετατραπεί σε σταθερή AC έξοδο, η οποία τελικά δίνεται στο ηλεκτρικό δίκτυο μεταφοράς ή στο δίκτυο μεταφοράς με τη βοήθεια ενός μετατροπέα αύξησης τάσης. Μια επιπλέον μονάδα χρησιμοποιείται για να δώσει ενέργεια στα εσωτερικά βοηθητικά της ανεμογεννήτριας (όπως κινητήρα, μπαταρία κλπ.), αυτό ονομάζεται Εσωτερική Μονάδα Παροχής.
Υπάρχουν δύο άλλα μηχανήματα ελέγχου που είναι εγκατεστημένα σε μια σύγχρονη μεγάλη ανεμογεννήτρια.

• Ελεγχός της προσανατολισμού των πτερύγων του τουρμπινού.

• Ελεγχός της προσανατολισμού της πρόσωπης του τουρμπινού.

Ο προσανατολισμός των πτερύγων του τουρμπινού ρυθμίζεται από το βάση του κέντρου των πτερύγων. Οι πτέρυγες είναι εγκατεστημένες στο κεντρικό κέντρο με τη βοήθεια μιας περιστρεφόμενης διάταξης μέσω των τροχών και ενός μικρού ηλεκτρικού μοτέρ ή υδραυλικού περιστρεφόμενου συστήματος. Το σύστημα μπορεί να είναι ηλεκτρικά ή μηχανικά ελεγχόμενο, ανάλογα με το σχεδιασμό. Οι πτέρυγες περιστρέφονται ανάλογα με την ταχύτητα του ανέμου. Η τεχνική ονομάζεται pitch control. Παρέχει την καλύτερη δυνατή προσανατολισμό των πτερύγων του τουρμπινού κατά μήκος της κατεύθυνσης του ανέμου για να παραχθεί βελτιστοποιημένη αερινή ενέργεια.

Ο προσανατολισμός της νάκελ ή του ολόκληρου του σώματος του τουρμπινού μπορεί να ακολουθήσει την κατεύθυνση της αλλαγής της κατεύθυνσης του ανέμου για να επιτευχθεί η μέγιστη συγκέντρωση μηχανικής ενέργειας από τον αέρα. Η κατεύθυνση του ανέμου μαζί με την ταχύτητα ανιχνεύεται από έναν ανεμομέτρη (αυτόματο μέσο μέτρησης ταχύτητας) με ανεμοσημαντικά που είναι εγκατεστημένα στο πίσω μέρος της νάκελ. Το σήμα επιστρέφεται σε ένα ηλεκτρονικό σύστημα ελέγχου με μικροεπεξεργαστή, το οποίο ελέγχει τον κινητήρα yaw, ο οποίος περιστρέφει την ολόκληρη νάκελ με τη βοήθεια των τροχών για να αντιμετωπίσει τον αεροτουρμπίνο κατά μήκος της κατεύθυνσης του ανέμου.
Μια εσωτερική σχεδιασμός μπλοκ της ανεμογεννήτριας