Radni princip vjetroelektrane

Kako radi vjetrogenerator?

Na vrhu visoke nosačeve torne postavljen je vjetrogenerator s velikim lopaticama. Kada vjetar udari u lopatice, generator se okreće zbog dizajna i poravnanja rotornih lopatica. Vratilo generatora povezano je s električnim generatorom. Izlaz generatora prikuplja se putem električnih kabelova.

Funkcija vjetrogeneratorske jedinke

Kada vjetar udari u rotorne lopatice, one počinju se vrtjeti. Rotor generatora povezan je s visokobrojnom mjenjačom. Mjenjač pretvara rotaciju rotora iz niske brzine u visoku brzinu. Visokobrojni vratilac iz mjenjača spojen je s rotorom generatora, stoga se električni generator okreće na većoj brzini. Potreban je eksciter da bi dao potrebnu ekscitaciju magnetskom zavojnicu sustava polja generatora kako bi mogao generirati potrebnu struju. Generirana napona na izlaznim terminalima alternatora proporcionalna su i brzini i magnetskom toku alternatora. Brzina upravlja se snage vjetra, koja je izvan kontrole. Stoga, kako bi se održala uniformnost izlazne snage iz alternatora, ekscitacija mora se kontrolirati prema dostupnosti prirodnih vjetarskih snaga. Struja ekscitera kontrolira se regulatorom turbina koji registruje brzinu vjetra. Zatim se izlazni napon električnog generatora (alternatora) prenosi na rektifikator gdje se izlaz alternatora pretvara u pravokutnu struju. Tada se ta rektificirana DC izlazna struja prenosi na uređaj za konverziju struje kako bi se pretvorila u stabiliziranu AC izlaznu struju koja se konačno prenosi na električnu mrežu ili mrežu putem transformatora za povećanje napona. Dodatna jedinica koristi se za snabdijevanje unutarnjih pomoćnih uređaja vjetrogeneratorske jedinke (poput motora, baterije itd.), to se naziva Interna oprema za snabdevanje. Postoje i druga dva mehanizma kontrole pripadaju modernim velikim vjetrogeneratorima.

• Kontrola orijentacije lopatica generatora.

• Kontrola orijentacije prednjeg dijela generatora.

Orijentacija lopatica generatora upravlja se od baze huba lopatica. Lopatice su pričvršćene centralnom hubu pomoću rotacijskog uređaja preko zupčanika i malog električnog motora ili hidrauličkog rotacijskog sustava. Sustav može biti električki ili mehanički kontroliran ovisno o njegovom dizajnu. Lopatice se okretaju ovisno o brzini vjetra. Tehnika se naziva kontrola nagiba. Omogućuje najbolju moguću orijentaciju lopatica generatora duž smjera vjetra kako bi se optimizirala snaga vjetra.

Orijentacija nacelle ili cijelog tijela generatora može pratiti smjer promjene smjera vjetra kako bi se maksimiziralo skupljanje mehaničke energije iz vjetra. Smjer vjetra uz njegovu brzinu registruje anemometar (automatski uređaj za mjerenje brzine) s vane za vjetar pričvršćenim na gornji dio nacelle. Signal se vraća elektroničkom mikroprocesorskom sustavu kontrole koji upravlja motorom yaw koji rotira cijelu nacellu s pomoću zupčanika kako bi se suočio s generatorom duž smjera vjetra.
Unutarnji blok-diagram vjetrogeneratora