Vindkraftverks arbeidsprinsipp

Hvordan fungerer vindkraftverk?

Det er en luftturbine med store blader som er festet på toppen av en støtte-tårn av tilstrekkelig høyde. Når vind treffer turbinebladene, roterer turbinen på grunn av design og justering av rotorbladene. Turbinens aksel er koblet til en elektrisk generator. Generatorutdataen samles gjennom elektriske kabler.

Funksjon av vindkraftverk

Når vind treffer rotorbladene, begynner bladene å rotere. Turbinens rotor er koblet til en hurtig-gearboks. Gearboksen transformerer rotasjonsfarten fra lav hastighet til høy hastighet. Den hurtige aksen fra gearboksen er koblet til generatorrotoren, og dermed kjører den elektriske generatoren med høyere fart. En oppvekker er nødvendig for å gi den nødvendige oppladingen til magnetfeltets spole i generatorfeltet slik at den kan produsere den nødvendige strømmen. Den genererte spenningen ved utgangssluttene til alternatoren er proporsjonal både med farten og feltfluksen til alternatoren. Farten styres av vindkraft, som er utenfor kontroll. For å opprettholde uniformitet i utdatastrømmen fra alternatoren, må oppladingen kontrolleres i henhold til tilgjengeligheten av naturlig vindkraft. Oppvekkerstrømmen kontrolleres av en turbinekontroller som registrerer vindhastigheten. Deretter blir utdatabredden av elektrisk generator (alternator) gitt til en rektifiseringsenhet hvor alternatorens utdata blir rektifisert til DC. Så blir denne rektifiserte DC-utdata gitt til en linje-konverteringsenhet for å konvertere det til stabilisert AC-utdata, som til slutt føres til enten et elektrisk overføringsnett eller overføringsnett med hjelp av en spenningsoversetter. Et ekstra enhet brukes for å gi strøm til interne hjelpsmidler av vindkraftverk (som motor, batteri osv.), dette kalles intern strømforsyning.
Det er to andre kontrollmekanismer knyttet til moderne store vindkraftverk.

• Kontroll av orienteringen av turbinebladene.

• Kontroll av orienteringen av turbinefronten.

Orienteringen av turbinebladene styres fra bladenes basehub. Bladene er festet til sentralhubben med hjelp av en roterende anordning gjennom girer og en liten elektrisk motor eller hydraulisk roterende system. Systemet kan være elektronisk eller mekanisk kontrollert avhengig av sitt design. Bladene svinges avhengig av vindhastigheten. Teknikken kalles pitchkontroll. Den gir den beste mulige orienteringen av turbinebladene langs vindretningen for å få optimal vindkraft.

Orienteringen av nacelle eller hele kroppen av turbinen kan følge retningen av endrende vindretning for å maksimere mekanisk energihøsting fra vinen. Retningen av vinen sammen med dens fart registreres av en anemometer (automatisk fartmålingsenhet) med vindflagg fastsatt på baksiden øverst på nacellen. Signalene sendes tilbake til et elektronisk mikroprosessorbasert kontrollsystem som styrer yaw-motoren, som roterer hele nacellen med giranordning for å sette luftturbinen langs vindretningen.
En intern blokkdiagram av et vindkraftverk