Prinsip Kerja Turbin Angin

Bagaimana Turbin Angin Berfungsi?

Terdapat turbin udara dengan bilah-bilah besar yang dipasang di atas menara penyangga setinggi cukup. Apabila angin mengenai bilah-bilah turbin, turbin akan berputar disebabkan oleh rancangan dan susunan bilah rotor. Sumbu turbin terhubung dengan pembangkit elektrik. Output pembangkit dikumpulkan melalui kabel daya elektrik.

Operasi Turbin Angin

Apabila angin mengenai bilah-bilah rotor, bilah-bilah tersebut mulai berputar. Rotor turbin terhubung ke gearbox berkecepatan tinggi. Gearbox mentransformasikan rotasi rotor dari kecepatan rendah menjadi kecepatan tinggi. Sumbu berkecepatan tinggi dari gearbox terhubung dengan rotor pembangkit listrik dan oleh itu pembangkit listrik beroperasi pada kecepatan yang lebih tinggi. Sebuah exciter diperlukan untuk memberikan rangsangan yang diperlukan kepada kumparan magnet sistem medan pembangkit agar dapat menghasilkan tenaga listrik yang diperlukan. Voltan yang dihasilkan pada terminal output alternator berkadar langsung dengan kecepatan dan fluks medan alternator. Kecepatan dikendalikan oleh tenaga angin yang tidak dapat dikontrol. Oleh itu, untuk memelihara keseragaman output daya dari alternator, eksitasi harus dikendalikan mengikut ketersediaan tenaga angin alami. Arus exciter dikendalikan oleh pengawal turbin yang mendeteksi kecepatan angin. Kemudian voltan output pembangkit elektrik (alternator) diberikan kepada rectifier di mana output alternator direktifikasi menjadi DC. Lalu output DC yang telah direktifikasi ini diberikan kepada unit konverter garis untuk mengubahnya menjadi output AC yang stabil yang akhirnya dialirkan ke jaringan transmisi listrik atau grid transmisi dengan bantuan transformer step up. Unit tambahan digunakan untuk memberikan daya kepada auxiliaries internal turbin angin (seperti motor, bateri dll.), ini disebut Unit Pemasok Internal.
Terdapat dua mekanisme kontrol lain yang dilampirkan pada turbin angin modern yang besar.

• Mengendalikan orientasi bilah turbin.

• Mengendalikan orientasi wajah turbin.

Orientasi bilah turbin dikendalikan dari hub dasar bilah. Bilah-bilah tersebut terpasang ke hub pusat dengan bantuan susunan putaran melalui gir dan motor listrik kecil atau sistem putaran hidraulik. Sistem ini dapat dikendalikan secara elektrik atau mekanik bergantung pada rancangannya. Bilah-bilah tersebut diputar bergantung pada kecepatan angin. Teknik ini disebut kontrol pitch. Ini memberikan orientasi terbaik bagi bilah-bilah turbin searah dengan arah angin untuk mendapatkan tenaga angin yang optimal.

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