Principio de funcionamiento de la turbina eólica

چگونه توربین بادی کار می‌کند؟

توربین بادی با بالاهای بزرگ روی سر ستون حمایت کننده از ارتفاع کافی نصب شده است. هنگامی که باد به بالاهای توربین برخورد می‌کند، توربین به دلیل طراحی و ترازش بالاهای روتور می‌چرخد. محور توربین با یک ژنراتور الکتریکی متصل است. خروجی ژنراتور از طریق کابل‌های برق جمع‌آوری می‌شود.

عملکرد توربین بادی

هنگامی که باد به بالاهای روتور برخورد می‌کند، بالاها شروع به چرخش می‌کنند. روتور توربین به یک جعبه دنده با سرعت بالا متصل است. جعبه دنده چرخش روتور را از سرعت پایین به سرعت بالا تبدیل می‌کند. محور با سرعت بالا از جعبه دنده با روتور ژنراتور متصل می‌شود و بنابراین ژنراتور الکتریکی با سرعت بالاتری می‌چرخد. برای تأمین انگیزه لازم به سیم پیچ مغناطیسی سیستم میدان ژنراتور، یک اکسیتر لازم است تا بتواند برق لازم را تولید کند. ولتاژ تولید شده در ترمینال‌های خروجی المانتر مستقیماً متناسب با هم‌زمان سرعت و فلوکس میدان المانتر است. سرعت توسط قدرت باد که خارج از کنترل است، تنظیم می‌شود. بنابراین برای حفظ یکنواختی قدرت خروجی از المانتر، باید انگیزه به توجه به در دسترس بودن قدرت باد طبیعی کنترل شود. جریان اکسیتر توسط یک کنترل‌کننده توربین کنترل می‌شود که سرعت باد را تشخیص می‌دهد. سپس ولتاژ خروجی ژنراتور الکتریکی (المانتر) به یک مستطیل‌ساز داده می‌شود که خروجی المانتر را به DC مستطیل می‌کند. سپس این خروجی DC مستطیل شده به واحد تبدیل خط داده می‌شود تا آن را به AC ثابت تبدیل کند که در نهایت با کمک ترانسفورماتور بالا بردن ولتاژ به شبکه انتقال الکتریکی یا شبکه انتقال داده می‌شود. یک واحد اضافی برای تأمین توان به اجزای داخلی توربین بادی (مثل موتور، باتری و غیره) استفاده می‌شود، این واحد به عنوان واحد تأمین داخلی شناخته می‌شود.
دو مکانیسم کنترل دیگر به یک توربین بادی بزرگ مدرن متصل شده است.

• کنترل جهت بالاهای توربین.

• کنترل جهت صفحه توربین.

جهت بالاهای توربین از مرکز بالاهای پایه کنترل می‌شود. بالاها با کمک یک ترتیب چرخشی از طریق دنده‌ها و موتور الکتریکی کوچک یا سیستم چرخشی هیدرولیکی به مرکز مرکزی متصل می‌شوند. سیستم می‌تواند از طریق کنترل الکتریکی یا مکانیکی به تبعیت از طراحی کنترل شود. بالاها به تبعیت از سرعت باد می‌چرخند. این تکنیک را کنترل پیچ گویند. این کنترل بهترین جهت ممکن را برای بالاهای توربین در جهت باد ارائه می‌دهد تا قدرت باد بهینه‌سازی شود.

جهت ناکله یا تمام بدن توربین می‌تواند جهت تغییر باد را دنبال کند تا به حداکثر رساندن انرژی مکانیکی از باد. سرعت و جهت باد توسط آنیمومتر (دستگاه‌های اندازه‌گیری سرعت خودکار) با وان‌های بادی که به بالای پشت ناکله متصل شده‌اند تشخیص داده می‌شود. سیگنال به یک سیستم کنترلی مبتنی بر میکروپروسسور بازخورد داده می‌شود که موتور یاو را که با ترتیب دنده‌ای کل ناکله را در جهت باد می‌چرخاند، کنترل می‌کند.
نمودار بلوکی داخلی یک توربین بادی