Prinsip Kerja Turbin Angin

Bagaimana Cara Kerja Turbin Angin?

Ada turbin angin dengan bilah besar yang terpasang di atas menara penyangga dengan ketinggian yang cukup. Ketika angin menerpa bilah turbin, turbin berputar karena desain dan penyelarasan bilah rotor. Sumbu turbin terhubung dengan generator listrik. Output dari generator dikumpulkan melalui kabel listrik.

Cara Kerja Turbin Angin

Ketika angin menerpa bilah rotor, bilah mulai berputar. Rotor turbin terhubung ke gearbox berkecepatan tinggi. Gearbox mengubah rotasi rotor dari kecepatan rendah menjadi kecepatan tinggi. Sumbu berkecepatan tinggi dari gearbox terhubung dengan rotor generator sehingga generator listrik berjalan pada kecepatan yang lebih tinggi. Diperlukan exciter untuk memberikan eksitasi yang diperlukan pada kumparan magnetik sistem medan generator agar dapat menghasilkan listrik yang dibutuhkan. Tegangan yang dihasilkan pada terminal output alternator sebanding dengan kecepatan dan fluks medan alternator. Kecepatan diatur oleh tenaga angin yang tidak terkontrol. Oleh karena itu, untuk mempertahankan konsistensi daya output dari alternator, eksitasi harus dikontrol sesuai dengan ketersediaan tenaga angin alami. Arus exciter dikendalikan oleh kontroler turbin yang mendeteksi kecepatan angin. Kemudian tegangan output dari generator listrik (alternator) diberikan ke rectifier di mana output alternator diubah menjadi DC. Kemudian output DC yang telah direktifikasi ini diberikan ke unit konverter garis untuk mengubahnya menjadi output AC yang stabil yang akhirnya disalurkan ke jaringan transmisi listrik atau grid transmisi dengan bantuan transformator step up. Unit tambahan digunakan untuk menyediakan daya ke peralatan auxiliari internal turbin angin (seperti motor, baterai, dll.), ini disebut Unit Pasokan Internal.
Ada dua mekanisme kontrol lainnya yang terpasang pada turbin angin modern besar.

• Mengontrol orientasi bilah turbin.

• Mengontrol orientasi wajah turbin.

Orientasi bilah turbin diatur dari hub dasar bilah. Bilah terpasang ke hub pusat dengan bantuan susunan putaran melalui roda gigi dan motor listrik kecil atau sistem rotary hidrolik. Sistem dapat dikendalikan secara elektrik atau mekanik tergantung pada desainnya. Bilah diputar tergantung pada kecepatan angin. Teknik ini disebut kontrol pitch. Ini memberikan orientasi optimal bilah turbin searah dengan arah angin untuk mendapatkan tenaga angin yang dioptimalkan.

Orientasi nacelle atau seluruh badan turbin dapat mengikuti arah perubahan arah angin untuk memaksimalkan pengumpulan energi mekanik dari angin. Arah angin beserta kecepatannya dideteksi oleh anemometer (perangkat pengukur kecepatan otomatis) dengan vane angin yang terpasang di bagian belakang atas nacelle. Sinyal dikirim kembali ke sistem kontrol berbasis mikroprosesor yang mengendalikan motor yaw yang memutar seluruh nacelle dengan susunan roda gigi untuk menghadapkan turbin angin searah dengan arah angin.
Diagram blok internal turbin angin