Arbetsprincip för vindturbin

Hur fungerar en vindkraftverk?

Det finns en luftturbin med stora blad som är fäst på toppen av en stödtorn av tillräcklig höjd. När vinden slår mot turbinens blad roterar turbinen på grund av design och justering av rotorsbladen. Turbins axel är kopplad till en elektrisk generator. Generatorns utdata samlas in genom elledningar.

Arbete av vindkraftverk

När vinden slår mot rotorbladen börjar bladen rotera. Turbinens rotor är ansluten till en höghastighetsväxellåda. Växellådan omvandlar rotorrotationen från låg hastighet till hög hastighet. Den höghastighetsaxeln från växellådan är kopplad till generatorns rotor, vilket gör att den elektriska generatoren kör på en högre hastighet. En exciterare behövs för att ge den nödvändiga upphetsningen till generatorns magnetfält så att den kan generera det nödvändiga elektriciteten. Den genererade spänningen vid alternatorns utdatapunkter är proportionell både till hastigheten och fältdetekten av alternatorn. Hastigheten styrs av vindkraften som är utanför kontroll. För att bibehålla enhetlighet i utdatamakten från alternatorn måste upphetsningen regleras enligt tillgängligheten av naturlig vindkraft. Exciterarens ström styrs av en turbinkontrollerare som mäter vindhastigheten. Sedan ges alternatorns utspänning till en rektifierare där alternatorns utdata rektifieras till DC. Denna rektifierade DC-utdata ges sedan till en linjeomvandlingsenhet för att konvertera den till stabiliserad AC-utdata som slutligen matas in i antingen ett elektriskt överföringsnät eller ett överföringsnät med hjälp av en spänningshöjande transformer. En extra enhet används för att ge energi till interna auxiliärer av vindkraftverk (som motor, batteri etc.), detta kallas Intern leveransenheter.
Det finns andra två styrningsmekanismer kopplade till en modern stor vindkraftverk.

• Styrning av orientationen av turbinbladen.

• Styrning av orientationen av turbinens front.

Orientationen av turbinbladen styrs från basen av bladen. Bladen är fäst till den centrala hubben med hjälp av en roterande anordning genom växlar och en liten elektrisk motor eller hydraulisk roterande system. Systemet kan vara elektroniskt eller mekaniskt styrt beroende på dess design. Bladen svängs beroende på vindhastigheten. Tekniken kallas pitchkontroll. Det ger den bästa möjliga orienteringen av turbinbladen längs riktningen av vinden för att få optimal vindkraft.

Orientationen av nacelle eller hela kroppen av turbinen kan följa riktningen av den ändrade vindriktningen för att maximera mekanisk energiinsamling från vinden. Riktningen av vinden tillsammans med dess hastighet mäts av en anemometer (automatiska hastighetsmätande enheter) med vindvimpel fäst på baksidan av nacellen. Signalen matas tillbaka till ett mikroprocessorbaserat styrsystem som styr yaw-motorn som roterar hela nacellen med växlar för att vrida luftturbinen längs riktningen av vinden.
En intern blockdiagram av en vindkraftverk