Prinsip Paggana ng Turbina ng Hangin

Paano Gumagana ang Wind Turbine?

Mayroong malaking turbine na may mga balde na nakakabit sa tuktok ng isang tower na sapat ang taas. Kapag ang hangin ay tumama sa mga balde ng turbine, gumagalaw ang turbine dahil sa disenyo at pagkakayari ng mga rotor blade. Ang shaft ng turbine ay konektado sa isang electrical generator. Ang output ng generator ay inililipat sa pamamagitan ng mga kable ng elektrisidad.

Pagpapatakbo ng Wind Turbine

Kapag ang hangin ay tumama sa mga rotor blade, nagsisimula ang mga itong mag-ikot. Ang rotor ng turbine ay konektado sa isang high-speed gearbox. Ang gearbox ay nagbabago ng pag-ikot ng rotor mula sa mababang bilis patungo sa mataas na bilis. Ang mataas na bilis na shaft mula sa gearbox ay konektado sa rotor ng generator at kaya't ang electrical generator ay tumatakbong mas mabilis. Kailangan ng exciter upang bigyan ng kinakailangang excitation ang magnetic coil ng field system ng generator upang mabuo ang kinakailangang kuryente. Ang lumilikhang voltage sa output terminals ng alternator ay proporsyonal sa bilis at field flux ng alternator. Ang bilis ay pinamamahalaan ng lakas ng hangin na hindi kontrolado. Kaya upang panatilihin ang uniformity ng output power mula sa alternator, kailangang kontrolin ang excitation batay sa availability ng natural na lakas ng hangin. Ang exciter current ay pinamamahalaan ng turbine controller na nagsasabi ng bilis ng hangin. Pagkatapos, ang output voltage ng electrical generator (alternator) ay ibinibigay sa isang rectifier kung saan ang output ng alternator ay ginagawa sa DC. Pagkatapos, ang rectified DC output ay ibinibigay sa line converter unit upang i-convert ito sa stabilized AC output na huli'y ipinapadala sa electrical transmission network o transmission grid sa tulong ng step up transformer. May extra units na ginagamit upang bigyan ng lakas ang internal auxiliaries ng wind turbine (tulad ng motor, battery, etc.), ito ay tinatawag na Internal Supply Unit.
Mayroon pang ibang dalawang control mechanisms na nakakabit sa modern na malaking wind turbine.

• Pagpapamahala sa oryentasyon ng turbine blade.

• Pagpapamahala sa oryentasyon ng mukha ng turbine.

Ang oryentasyon ng mga turbine blades ay pinamamahalaan mula sa base hub ng mga blades. Ang mga blades ay nakakabit sa central hub sa tulong ng isang rotating arrangement sa pamamagitan ng gears at small electric motor o hydraulic rotary system. Ang sistema ay maaaring elektrikal o mekanikal na pinamamahalaan depende sa disenyo. Ang mga blades ay swiveled depende sa bilis ng hangin. Ang teknik ay tinatawag na pitch control. Ito ay nagbibigay ng pinakamahusay na oryentasyon ng mga turbine blades sa direksyon ng hangin upang makamit ang optimized na lakas ng hangin.

Ang oryentasyon ng nacelle o buong katawan ng turbine ay maaaring sumunod sa direksyon ng nagbabagong direksyon ng hangin upang makamit ang maximum na mechanical energy harvesting mula sa hangin. Ang direksyon ng hangin kasama ang bilis nito ay sinasabi ng anemometer (automatic speed measuring devices) na may wind vanes na nakakabit sa likod ng tuktok ng nacelle. Ang signal ay ibinalik sa isang electronic microprocessor-based controlling system na pinamamahalaan ang yaw motor na gumagalaw sa buong nacelle sa pamamagitan ng gearing arrangement upang harapin ang air turbine sa direksyon ng hangin.
Isang internal Block diagram ng isang wind turbine