विंड टर्बाइन का कार्य सिद्धांत

विंड टर्बाइन कैसे काम करती है?

एक लंबे समर्थन टावर के शीर्ष पर बड़े ब्लेड्स वाला एक हवा का टर्बाइन लगा होता है। जब हवा टर्बाइन ब्लेड्स पर प्रहार करती है, तो रोटर ब्लेड्स के डिजाइन और रैखिकता के कारण टर्बाइन घूमने लगता है। टर्बाइन का षट् एक विद्युत उत्पादक के साथ जुड़ा होता है। उत्पादक का आउटपुट विद्युत केबलों के माध्यम से संग्रहीत किया जाता है।

विंड टर्बाइन का कार्य

जब हवा रोटर ब्लेड्स पर प्रहार करती है, तो ब्लेड्स घूमने लगते हैं। टर्बाइन रोटर एक उच्च-गति गियरबॉक्स से जुड़ा होता है। गियरबॉक्स रोटर के घूर्णन को निम्न गति से उच्च गति में बदल देता है। गियरबॉक्स से उच्च-गति षट् उत्पादक के रोटर के साथ जुड़ा होता है और इसलिए विद्युत उत्पादक उच्च गति पर चलता है। उत्पादक क्षेत्र प्रणाली के चुंबकीय कुंडली को आवश्यक उत्तेजना देने के लिए एक उत्तेजक की आवश्यकता होती है ताकि यह आवश्यक विद्युत उत्पन्न कर सके। विकल्पी उत्पादक के आउटपुट टर्मिनल पर उत्पन्न वोल्टेज विकल्पी और क्षेत्र फ्लक्स दोनों पर आधारित होता है। गति हवा की शक्ति से नियंत्रित होती है जो नियंत्रण के बाहर होती है। इसलिए विकल्पी से एकसमान आउटपुट शक्ति को बनाए रखने के लिए, उत्तेजना प्राकृतिक हवा की शक्ति की उपलब्धता के अनुसार नियंत्रित की जानी चाहिए। उत्तेजक धारा एक टर्बाइन नियंत्रक द्वारा नियंत्रित की जाती है जो हवा की गति को संवेदित करता है। फिर विद्युत उत्पादक (विकल्पी) का आउटपुट वोल्टेज एक रेक्टिफायर में दिया जाता है जहाँ विकल्पी का आउटपुट DC में रेक्टिफायड हो जाता है। फिर यह रेक्टिफायड DC आउटपुट लाइन कनवर्टर यूनिट में दिया जाता है ताकि इसे स्थिर AC आउटपुट में परिवर्तित किया जा सके जो अंततः विद्युत प्रसारण नेटवर्क या प्रसारण ग्रिड में एक स्टेप अप ट्रांसफॉर्मर की मदद से दिया जाता है। एक अतिरिक्त यूनिट विंड टर्बाइन (जैसे मोटर, बैटरी आदि) के आंतरिक ऑक्सिलियरियों को शक्ति देने के लिए इस्तेमाल किया जाता है, इसे आंतरिक आपूर्ति यूनिट कहा जाता है।
आधुनिक बड़े विंड टर्बाइन में दो अन्य नियंत्रण मैकेनिज़्म लगे होते हैं।

• टर्बाइन ब्लेड की ओरिएंटेशन को नियंत्रित करना।

• टर्बाइन फेस की ओरिएंटेशन को नियंत्रित करना।

टर्बाइन ब्लेड्स की ओरिएंटेशन ब्लेड्स के आधार हब से नियंत्रित की जाती है। ब्लेड्स गियर और छोटे विद्युत मोटर या हाइड्रॉलिक रोटरी प्रणाली की मदद से केंद्रीय हब से जुड़े होते हैं। प्रणाली इसके डिजाइन के अनुसार विद्युत या यांत्रिक रूप से नियंत्रित की जा सकती है। ब्लेड्स हवा की गति के अनुसार घुमाए जाते हैं। यह तकनीक पिच नियंत्रण कहलाती है। यह टर्बाइन ब्लेड्स की हवा की दिशा में सर्वोत्तम संभव ओरिएंटेशन प्रदान करती है ताकि विंड पावर अनुकूलित हो सके।

नेकेल या टर्बाइन के पूरे शरीर की ओरिएंटेशन बदलती हवा की दिशा का अनुसरण कर सकती है ताकि विंड से यांत्रिक ऊर्जा की अधिकतम संग्रह की जा सके। हवा की दिशा और इसकी गति एक एनीमोमीटर (स्वचालित गति मापन उपकरण) द्वारा संवेदित की जाती है, जिसमें नेकेल के पीछे के शीर्ष पर विंड वेन लगे होते हैं। सिग्नल एक इलेक्ट्रॉनिक माइक्रोप्रोसेसर-आधारित नियंत्रण प्रणाली में प्रतिक्रिया दिया जाता है जो गियरिंग व्यवस्था के साथ पूरे नेकेल को घुमाने वाले यॉ इंजन को नियंत्रित करता है ताकि विंड टर्बाइन हवा की दिशा में फेस कर सके।
विंड टर्बाइन का आंतरिक ब्लॉक आरेख