หลักการการทำงานของกังหันลม

กังหันลมทำงานอย่างไร?

มีกังหันลมที่มีใบพัดขนาดใหญ่ติดอยู่บนยอดของเสาสนับสนุนที่มีความสูงเพียงพอ เมื่อลมกระทบกับใบพัด กังหันจะหมุนเนื่องจากการออกแบบและการจัดเรียงของใบพัด แกนของกังหันถูกเชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า การผลิตไฟฟ้าจะถูกเก็บผ่านสายไฟฟ้า

การทำงานของกังหันลม

เมื่อลมกระทบกับใบพัด ใบพัดจะเริ่มหมุน โรเตอร์ของกังหันถูกเชื่อมต่อกับกล่องเกียร์ความเร็วสูง กล่องเกียร์เปลี่ยนการหมุนของโรเตอร์จากความเร็วต่ำเป็นความเร็วสูง แกนความเร็วสูงจากกล่องเกียร์ถูกเชื่อมต่อกับโรเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า และทำให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำงานด้วยความเร็วสูงขึ้น เครื่องกระตุ้นจำเป็นต้องใช้เพื่อให้การกระตุ้นที่เหมาะสมกับขดลวดแม่เหล็กของระบบสนามแม่เหล็กของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เพื่อให้สามารถสร้างไฟฟ้าที่ต้องการได้ แรงดันที่เกิดขึ้นที่ขาออกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสลับเป็นสัดส่วนกับทั้งความเร็วและความหนาแน่นของสนามแม่เหล็กของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ความเร็วนั้นควบคุมโดยพลังงานลมซึ่งไม่สามารถควบคุมได้ ดังนั้นเพื่อรักษาความสม่ำเสมอของพลังงานที่ออกมาจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้า สภาวะการกระตุ้นต้องถูกควบคุมตามการมีอยู่ของพลังงานลมธรรมชาติ กระแสไฟฟ้าของเครื่องกระตุ้นถูกควบคุมโดยตัวควบคุมกังหันที่ตรวจจับความเร็วลม จากนั้นแรงดันไฟฟ้าที่ออกจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสลับ) จะถูกนำไปยังวงจรแปลงกระแสไฟฟ้าที่จะแปลงเอาต์พุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสลับเป็นกระแสตรง จากนั้นเอาต์พุตกระแสตรงที่ได้รับการแปลงนี้จะถูกนำไปยังหน่วยแปลงกระแสไฟฟ้าเพื่อแปลงเป็นกระแสสลับที่มั่นคง ซึ่งในที่สุดจะถูกส่งไปยังเครือข่ายการส่งไฟฟ้าหรือระบบสายส่งไฟฟ้าโดยใช้หม้อแปลงเพิ่มแรงดัน หน่วยเสริมจะใช้เพื่อให้พลังงานแก่อุปกรณ์ภายในของกังหันลม (เช่น มอเตอร์ แบตเตอรี่ เป็นต้น) ซึ่งเรียกว่าหน่วยจ่ายไฟภายใน
มีกลไกควบคุมอื่น ๆ อีกสองแบบที่ติดตั้งอยู่ในกังหันลมขนาดใหญ่รุ่นใหม่

• ควบคุมการจัดวางตำแหน่งของใบพัด

• ควบคุมการจัดวางตำแหน่งของใบหน้ากังหัน

การจัดวางตำแหน่งของใบพัดถูกควบคุมจากฐานศูนย์กลางของใบพัด ใบพัดถูกติดตั้งกับศูนย์กลางด้วยระบบหมุนผ่านเกียร์และมอเตอร์ไฟฟ้าขนาดเล็กหรือระบบหมุนไฮดรอลิก ระบบสามารถควบคุมได้ทางไฟฟ้าหรือทางกล ขึ้นอยู่กับการออกแบบ ใบพัดจะหมุนตามความเร็วลม เทคนิคนี้เรียกว่าการควบคุมการหมุน ซึ่งให้การจัดวางตำแหน่งที่ดีที่สุดของใบพัดตามทิศทางของลมเพื่อให้ได้พลังงานลมที่เหมาะสมที่สุด

การจัดวางตำแหน่งของนัคล์หรือโครงสร้างทั้งหมดของกังหันสามารถตามทิศทางของลมที่เปลี่ยนแปลงเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการเก็บเกี่ยวพลังงานกลจากลม ทิศทางและความเร็วลมถูกตรวจจับโดยอานิโมมิเตอร์ (อุปกรณ์วัดความเร็วลมอัตโนมัติ) พร้อมกับใบพัดที่ติดอยู่ด้านหลังบนยอดนัคล์ สัญญาณถูกส่งกลับไปยังระบบควบคุมที่ใช้ไมโครโปรเซสเซอร์ที่ควบคุมมอเตอร์ยอร์เพื่อหมุนนัคล์ทั้งหมดด้วยระบบเกียร์เพื่อให้ใบพัดที่อยู่ด้านหน้าของนัคล์ชี้ไปตามทิศทางของลม
แผนผังภายในของกังหันลม