Prinsip Paggana ng Turbina ng Hangin

Paano Gumagana ang Wind Turbine?

May isang air turbine na may malalaking mga blade na nakakabit sa itaas ng sapat na taas na suportadong tower. Kapag ang hangin ay tumama sa mga blade ng turbine, ang turbine ay umuikot dahil sa disenyo at pagkakaayos ng mga rotor blade. Ang shaft ng turbine ay nakakabit sa isang electrical generator. Ang output ng generator ay inaasam nang pamamagitan ng mga kable ng elektriko.

Pagpapatakbo ng Wind Turbine

Kapag ang hangin ay tumama sa mga rotor blade, ang mga blade ay nagsisimulang umikot. Ang rotor ng turbine ay nakakabit sa isang high-speed gearbox. Ang gearbox ay nagbabago ng pag-ikot ng rotor mula sa mababang bilis patungo sa mataas na bilis. Ang mataas na bilis na shaft mula sa gearbox ay nakakabit sa rotor ng generator at kaya ang electrical generator ay tumatakbong mas mabilis. Kailangan ng isang exciter upang ibigay ang kinakailangang excitation sa magnetic coil ng field system ng generator upang ito ay makagawa ng kinakailangang kuryente. Ang ginawang voltage sa output terminals ng alternator ay proporsyonal sa parehong bilis at field flux ng alternator. Ang bilis ay pinangangasiwaan ng lakas ng hangin na wala sa kontrol. Kaya upang panatilihin ang uniformity ng output power mula sa alternator, ang excitation ay dapat kontrolin ayon sa availability ng natural na lakas ng hangin. Ang exciter current ay kontrolado ng isang turbine controller na nagsensen ng bilis ng hangin. Pagkatapos, ang output voltage ng electrical generator (alternator) ay ibinibigay sa isang rectifier kung saan ang output ng alternator ay ginagawang DC. Pagkatapos, ang rectified na DC output ay ibinibigay sa line converter unit upang i-convert ito sa stabilized AC output na huling ibinibigay sa electrical transmission network o transmission grid sa tulong ng step up transformer. May isang extra unit na ginagamit upang magbigay ng lakas sa internal auxiliaries ng wind turbine (tulad ng motor, battery, etc.), ito ay tinatawag na Internal Supply Unit.
Mayroon pang ibang dalawang control mechanisms na nakakabit sa isang modernong malaking wind turbine.

• Paggamit ng orientasyon ng turbine blade.

• Paggamit ng orientasyon ng turbine face.

Ang orientasyon ng mga blade ng turbine ay pinangangasiwaan mula sa base hub ng mga blade. Ang mga blade ay nakakabit sa central hub sa tulong ng isang rotating arrangement sa pamamagitan ng gears at maliit na electric motor o hydraulic rotary system. Ang sistema ay maaaring electronically o mechanically controlled depende sa disenyo. Ang mga blade ay ini-swivel depende sa bilis ng hangin. Ang teknik ay tinatawag na pitch control. Ito ay nagbibigay ng pinakamahusay na posibilidad ng orientasyon ng mga blade ng turbine kasabay ng direksyon ng hangin upang makakuha ng optimized na lakas ng hangin.

Ang orientasyon ng nacelle o buong katawan ng turbine ay maaaring sundin ang direksyon ng pagbabago ng direksyon ng hangin upang makamit ang pinakamataas na mechanical energy harvesting mula sa hangin. Ang direksyon ng hangin kasama ang bilis nito ay nasisensya ng isang anemometer (automatic speed measuring devices) na may mga wind vanes na nakakabit sa likod na itaas ng nacelle. Ang signal ay ibinabalik sa isang electronic microprocessor-based controlling system na pinangangasiwaan ang yaw motor na gumagalaw sa buong nacelle sa pamamagitan ng gearing arrangement upang harapin ang air turbine kasabay ng direksyon ng hangin.
Isang internal Block diagram ng isang wind turbine