Nguyên lý hoạt động của Turbin gió

Turbine gió hoạt động như thế nào?

Có một tua-bin gió với các cánh lớn được gắn trên đỉnh của một tháp hỗ trợ có chiều cao đủ. Khi gió tác động lên các cánh tua-bin, tua-bin sẽ quay do thiết kế và định hướng của các cánh rotor. Trục của tua-bin được kết nối với một máy phát điện. Đầu ra của máy phát điện được thu thập thông qua cáp điện.

Hoạt động của Turbine gió

Khi gió tác động lên các cánh rotor, các cánh bắt đầu quay. Rotor tua-bin được kết nối với hộp số tốc độ cao. Hộp số biến đổi chuyển động quay từ tốc độ thấp sang tốc độ cao. Trục tốc độ cao từ hộp số được kết nối với rotor của máy phát điện và do đó máy phát điện chạy ở tốc độ cao hơn. Một bộ kích thích cần thiết để cung cấp sự kích thích cần thiết cho cuộn dây từ trường của hệ thống từ trường máy phát điện để nó có thể tạo ra điện năng cần thiết. Điện áp sinh ra tại các đầu ra của máy phát điện tỷ lệ thuận với cả tốc độ và luồng từ trường của máy phát điện. Tốc độ được điều khiển bởi công suất gió, điều này nằm ngoài tầm kiểm soát. Do đó, để duy trì sự đồng đều của công suất đầu ra từ máy phát điện, kích thích phải được điều khiển theo sự có sẵn của nguồn gió tự nhiên. Dòng điện kích thích được điều khiển bởi bộ điều khiển tua-bin, cảm biến tốc độ gió. Sau đó, điện áp đầu ra của máy phát điện (máy phát) được đưa vào bộ chỉnh lưu, nơi đầu ra của máy phát được chỉnh lưu thành DC. Sau đó, đầu ra DC đã chỉnh lưu này được đưa vào đơn vị chuyển đổi dòng để chuyển đổi thành đầu ra AC ổn định, cuối cùng được cung cấp cho mạng truyền tải điện hoặc lưới điện với sự giúp đỡ của biến áp tăng áp. Một đơn vị phụ trợ được sử dụng để cung cấp điện cho các thiết bị phụ trợ bên trong tua-bin gió (như động cơ, ắc quy v.v.), đây được gọi là Đơn vị Cung cấp Nguồn nội bộ.
Có hai cơ chế điều khiển khác được gắn vào tua-bin gió hiện đại lớn.

• Điều khiển định hướng của cánh tua-bin.

• Điều khiển định hướng của mặt tua-bin.

Định hướng của các cánh tua-bin được điều khiển từ trung tâm của các cánh. Các cánh được gắn vào trung tâm bằng cách sử dụng một hệ thống quay thông qua bánh răng và động cơ điện nhỏ hoặc hệ thống quay thủy lực. Hệ thống có thể được điều khiển điện hoặc cơ khí tùy thuộc vào thiết kế. Các cánh được xoay dựa trên tốc độ gió. Kỹ thuật này được gọi là điều khiển góc đặt. Nó cung cấp định hướng tối ưu của các cánh tua-bin theo hướng gió để đạt được công suất gió tối ưu.

Định hướng của nacelle hoặc toàn bộ thân tua-bin có thể theo dõi hướng gió thay đổi để tối đa hóa việc thu năng lượng cơ học từ gió. Hướng gió cùng với tốc độ của nó được cảm biến bởi anemometer (thiết bị đo tốc độ gió tự động) với các cánh gió gắn ở phía sau đỉnh nacelle. tín hiệu được phản hồi về hệ thống điều khiển dựa trên vi xử lý điện tử, điều khiển động cơ yaw, quay toàn bộ nacelle với hệ thống bánh răng để hướng tua-bin theo hướng gió.
Bản đồ khối nội bộ của tua-bin gió