Rüzgar Türbinleri Dönüşümçülerinin Seçimi En İyi Tasarım ve Önemli Dikkat Edilmesi Gerekenler

1 Rüzgar Türbinleri Dönüşümçülerinin Seçimi ve Optimal Tasarımı Yönündeki Önemi

Rüzgar enerji sistemlerinin yayılmasının bir sonucu olarak daha fazla güç dönüşümçüsü entegre ediliyor, bu da toplam ekipman kapasitesini ve işletme kayıplarını artırmaktadır. Dönüşümçüler, pahalı silikon çelik levhalar, bakır sarım ve folyodan yapılmış olup aynı zamanda tasarlanmaları zordur. Bu nedenle, teknik, ulusal standart ve kullanıcı gereksinimlerini karşılamak için optimal tasarım ve bilimsel seçim gerekli hale gelmektedir.

Dönüşümçülerin istikrarlı çalışmasını sağlamak için, çalışma koşullarını, hizmet senaryolarını, tasarım süreçlerini ve ilkelerini inceleyin. En iyi tasarım modelini oluşturun, analiz ve sorun çözme için bilimsel yöntemler kullanın ve maliyet etkin bir tasarım oluşturun.

Kısacası, optimal tasarım rüzgar enerjisinin kullanımı, temiz enerjinin teşviki, şebeke kaybının kontrolü, ürün kalitesi ve dönüşümçü istikrarına katkıda bulunarak rüzgar enerjisi gelişimine yardımcı olur. Tasarım sırasında, rüzgar çiftliği dönüşümçülerini bilimsel olarak seçmelidir. Daha derin araştırmalar sonucunda uzmanlar, genetik, parçacık sürüsü ve sinir ağ algoritmaları gibi yöntemler geliştirir. Bu yöntemlerin uygulanması, daha uygun dönüşümçülerin tasarlanmasına yardımcı olur.

2 Rüzgar Çiftliği Güç Dönüşümçülerinin Özellikleri ve Teknik Gereksinimleri

Mevcut rüzgar çiftliği güç dönüşümçüleri genellikle birleşik bir yapı kullanır. Görünüşleri ve yüksek-düşük gerilim kontrol kutuları, kurulum yerine bağlı olarak “hat” veya “ızgara” şekillerinde düzenlenir. Düşük gerilim kutusu, rüzgar türbinlerinin çıkışlarına bağlanır.

Türbinler ve dönüşümçüler arasındaki iletim hatlarında faz arası kısa devreler olabilir. Türbinler, dönüşümçüleri korumak için otomatik koruma mekanizmalarına sahiptir. Dönüşümçünün koruma tarafına bıçak kavramacı anahtarı kurun. Tasarımcılar, yüksek gerilim tarafına akım sınırlayıcıları ve yük kontrol anahtarları ekler. Yüksek gerilim ve şebeke tarafının iletim hatındaki ani voltaj yükselmelerine karşı savunmasız olması nedeniyle, yüksek gerilim tarafına yıldırım koruması kurulmalıdır.

2.1 İşlem Özellikleri

Jeneratörler küçük kapasitelere sahiptir. Yüksek rüzgar hızları, türbin kapasitelerini aşabilir ve bu durumda otomatik koruma mekanizması, işlemi sınırlayıp durdurabilir. Bu durumda, bağlantılı dönüşümçü düşük yük altında çalışır ve bu, genel aşırı yük sürelerinin kısa olmasını sağlar.

Dönüşümçüler güçlü bir yapısal tasarıma ihtiyaç duyar. Rüzgar çiftlikleri, plato, göbi veya deniz kıyısı gibi karmaşık bölgelerde bulunur. Bu, profesyonel yapısal tasarım ve işlevlere ihtiyaç duyar (dönüşümçü yapısal tasarım ilkeleri için Şekil 1'e bakınız).

3 Teknik Gereksinimler

• Düşük Sıcaklık Üretimi:Rüzgar çiftlikleri mevsimlere oldukça hassastır ve dönüşümçüler uzun boşta dönemler geçirir. Bu nedenle, tasarım sırasında boşta kayıplarını azaltın. Etkili ısı dağılımı için kurulum yerini bilimsel olarak seçin, böylece yük altında bile yüksek hızda çalışabilir.

• Güçlü Hava Koşullarına, Erozyona ve Korozyona Direnç:Sağlıklı rüzgar olan sahil bölgelerinde, sert iklim koşulları dönüşümçülerin zarar görmesine neden olabilir. Jeneratör koruma cihazları olmaksızın, maruz kalma ve korozyon operasyon başarısızlıklarına yol açabilir.

• Hafif, Kompakt, Yüksek Dayanımlı ve Kolay Kurulum/İşletim:Küçük, düzensiz kurulum alanlarına sahip olduğundan, dönüşümçüleri seçerken ekipmanlar arasında güvenli alan, birim kapasitesi ve ağırlığı dikkate alınmalıdır. Kompakt boyut, şekil ve uygun ağırlık için tasarlanmalı. Rüzgar türbin birimleri, çarpışmalardan ve titreşimlerden kaçınmak ve mekanik dayanımı artırmak için mesafeye göre özel taşıma/yükleme gerektirir.

• Dönüşümçü Teknik Özellikleri:Bazı rüzgar çiftliklerinde, rüzgar türbinleri trafik ve doğal çevre zorluklarına karşı karşıya kalabilir, bu da bakımını zorlaştırır ve masraflarını artırır. Büyük ölçekli onarımlar, verimliliği etkileyen uzun süreli kesintilere neden olabilir. Bu nedenle, ekonomik, güvenilir ve güvenli dönüşümçüler seçilmelidir. Çok yönlü bir şekilde tasarlayın: yük anahtarı-dönüşümçü bağlantıları için bölünmüş tank yapılarını kullanın. Tanklar, büyüklük ve sıkılık açısından ulusal standartlara uymalıdır. Yüksek gerilimli kablolar için “bir içeri, bir dışarı” prensibini takip edin. Çarpışmalara ve yağ sızıntılarına karşı koruyucu cihazlarla soğutucu ekleyin. Dönüşümçü tank yapısı Şekil 2'de gösterilmiştir.

4 Rüzgar Çiftliklerinde Ana Dönüşümçülerin Seçimi ve Optimal Tasarımı
4.1 Dönüşümçü Soğutma Yöntemleri

Dönüşümçüler, farklı soğutma yöntemleri kullanır, bunlar genellikle yağ dolu, kuru tip ve gaz yalıtımındandır. Yağ dolu tipler, küçük, yüksek gerilime dayanıklı ve ısı dağılımında iyi olsa da, yüksek sıcaklık hatalarında yağ sızıntısı, enjeksiyon veya yanma riski taşır, çok enerji tüketir ve çevreyi kirletir—bu nedenle dikkatli seçilmelidir. Kuru tipler, güvenli, temiz, yangına dirençli, bakımı kolay ve kısa devreye karşı dayanıklıdır, ancak büyük ve kurulumu zordur. Gaz yalıtımında, non-toxik, yanıcı olmayan gaz ortam olarak kullanılır, yağ dolu tiplerle benzer bir yapıya sahiptir. Yukarıdaki dezavantajları önler, bakımı kolaydır ve tercih edilmesi gerekir.

4.2 Soğutucu Finler için Koruma

Rüzgar çiftliği dönüşümçülerinin kablosu, soğutucu, yağ tankı ve ön odadan oluşur, soğutucu ise önemli koruma altına alınmalıdır. Genellikle sahil bölgelerinde ve vahşi alanlarda kuruldukları için, insan kaynaklı hasarlara karşı soğutucu etrafına çelik plaka bir kapak konulur. Bu, çarpışmalara karşı koruma sağlar ve ısı dağılımını sağlar, bu nedenle kablosu ve kapak bilimsel olarak tasarlanmalıdır.

4.3 Yük Anahtarı için Bölünmüş Kablo Tasarımı

Rüzgar çiftliği dönüşümçülerinin çalışma ortamı ve koşulları göz önünde bulundurularak, yük anahtarı ve dönüşümçüler bölünmüş kablo tasarımı gerektirir:

• Dönüşümçünün çıkışını ana hatla bağlayın; sıradan kombineli dönüşümçülerde yük anahtarlarının yüksek işlem verimliliğini sağlayın.

• İşlem sırasında iç yük anahtarlarından çıkan ark, yalıtım yağının yaşlanmasına ve karbon birikimine neden olur, bu da yalıtımı bozar. Bu nedenle, dönüşümçünün kendi tankından izole edilmiş, bağımsız olarak tasarlanmış sabit bir yağ tankı, istikrarlı çalışmayı sağlar.

5 Optimal Tasarımın Pratik Uygulaması

Güncellenmiş parçacık sürüsü algoritmasıyla parametreler, değişkenler ve çalışma koşullarını optimize ederek, en iyi dönüşümçü tasarımı elde edilir. Normal şemalarla karşılaştırıldığında, malzeme kullanımı ve maliyetler azalırken, yük kaybı, boşta akım ve bobin-yağ sıcaklık artışını iyileştirir. Malzeme kullanımı azalsa da, yük kaybı artar. Bu nedenle, gerçek işleme dayalı olarak, malzeme, kayıp ve tasarım maliyetlerini analiz ederek en iyi şemayı seçin.

6 Sonuç

Rüzgar çiftliği inşaatı ve işletmesinde, güç sisteminin istikrarlı çalışmasını sağlamak için, gerçek ihtiyaçlara ve standartlara göre dönüşümçüleri bilimsel olarak seçmelidir. Özel tasarım ve çalışma koşullarından dolayı, ulusal standartlara, deneyimlere ve spesifiklere göre bilimsel olarak tasarlanmalı, süreçler optimize edilmeli, yeni kavramlar entegre edilmeli ve şemalar karşılaştırılmalı, böylece son şema gereksinimleri karşılamalıdır.