УСТРОЙСТВО ВЕТРОТУРБИНЫ

WIND TURBINE DEVICE

Nikita Dankev

student, Department of Digital Technologies and Platforms in the Electric Power Industry, Don State Technical University,

Russia, Rostov-on-Don

АННОТАЦИЯ

В данной статье описано устройство и особенности ветротурбины.

ABSTRACT

This article describes the device and features of a wind turbine.

Ключевые слова: ветроэнергетика, энергия ветра, ВИЭ.

Keywords: wind power, wind energy, renewable energy.

Сегодня концепция генератора с переменной скоростью и ротора является популярной. Скорость вращения регулируется в зависимости от ветра, чтобы максимально использовать энергию ветра. На диаграмме отношения мощности ветротурбины к числу оборотов ротора (рисунок 1) это показано линией, которая обрезает максимум кривых мощности. Он предназначен для поддержания оборотов всегда на уровне, при котором соответствующая скорость ветра дает максимальную мощность.

Скорость воздуха является основным фактором эффективности турбины. Это причина важности выбора правильного места. Скорость ветра будет высокой вблизи берега из-за разницы температур между сушей и океаном, другой вариант - поставить его на горные хребты. Чем выше будет ветряная турбина, тем выше будет скорость ветра в среднем. Бурелом также может увеличить скорость ветра вблизи турбины.

Следовательно, обороты ротора и генератора должны изменяться в зависимости от скорости ветра. При этом угол поворота лопасти должен поддерживаться постоянным, пока установка не выйдет на оптимальную мощность. Область ниже номинальной мощности называется областью оптимизации мощности. Если ветер настолько сильный, что номинальная мощность превышена, лопасть ротора снимается с ветра путем изменения угла тангажа (область ограничения мощности, вертикальная линия на рисунке 1 при 2 МВт).

Способность контролировать скорость вращения достигается только тогда, когда между генератором и электросетью размещен преобразователь частоты. На стороне сети он работает с фиксированной амплитудой и частотой сети и на стороне генератора может генерировать напряжение управляемой амплитуды и частоты, что требуется для возможности работы с переменной скоростью вращения.

Рисунок 1. Структура и компоненты ветротурбины

Структура компонентов трансмиссии, а также питающая сеть ветротурбины с генератором и питанием от преобразователя показана на рисунке 2 [1, с. 275].

Ротор ветротурбины преобразует энергию ветра в механическую энергию. Часто используется зубчатый привод, так что низкая скорость вращения ротора может быть преобразована в более быстрые обороты генератора. Генератор преобразует механическую энергию в электрическую. Преобразователь частоты преобразует частоту генератора переменной скорости в фиксированную частоту сети и подает эту мощность через трансформатор, сетевой фильтр, контакторы и предохранители в сеть. Помимо установок с преобразователями полной мощности, которые используются для асинхронных генераторов с короткозамкнутыми роторами и синхронных машин, также используются установки с частичным преобразованием, в которых статор генератора напрямую подключен к сети, а ротор подключен к сети с помощью преобразователя. Для этого используется индукционная машина с ротором со скользящим кольцом, а такая система называется асинхронным генератором с двойным питанием [2].

Список литературы:

1. Alois Schaffarczyk. Understanding Wind Power Technology. Theory, deployment and optimization. Wiley, 2014. – P.275.
2. Нурахмет Е. Е./, Гафаров А. А., Бенке М. С. Выбор электрогенераторов для ветроэнергетических установок // Молодой ученый [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://moluch.ru/archive/132/36983. – (Дата обращения: 19.05.2022).