Mga wind power plant

Ang wind power plant (HPP) ay isang kumplikadong magkakaugnay na mga pasilidad at istruktura na idinisenyo upang i-convert ang enerhiya ng hangin sa iba pang uri ng enerhiya (electrical, mechanical, thermal, atbp.).

Ang wind turbine bilang pangunahing bahagi ng wind turbine, ito ay binubuo ng wind turbine, isang sistema para sa pagpapadala ng enerhiya ng hangin sa isang load (user) at ang gumagamit ng wind energy mismo (bawat device: electric machine generator, water pump, heater, atbp.).

Ang wind turbine ay isang aparato para sa pag-convert ng kinetic energy ng hangin sa mekanikal na enerhiya ng gumaganang paggalaw ng wind turbine. Ang mga gumaganang paggalaw na ginagawa ng wind turbine ay maaaring magkaiba. Sa mga umiiral na wind turbine ngayon, ginagamit ang circular rotary motion bilang working motion. Kasabay nito, maraming mga panukala ang kilala (kung minsan ay ipinatupad pa) para sa paggamit ng iba pang mga uri ng kilusang paggawa, halimbawa, oscillating.

Ang isang wind turbine blade system (wind wheel) ay maaaring magkaroon ng ibang disenyo.Sa modernong wind turbines, ang blade system ay ginawa sa anyo ng solid blades na may wing profile sa cross section (kung minsan ang mga terminong «blade» o propeller wind turbines ay ginagamit sa kasong ito).

Kilalang matagumpay na nagpapatakbo ng mga blade system kung saan ginagamit ang mga umiikot na cylinder sa halip na mga blades (gamit ang Magnus effect). May mga panukala upang lumikha ng isang sistema ng talim batay sa iba't ibang uri ng mga talim na may nababaluktot na ibabaw (mga layag).

Samakatuwid, blade — Ito ay isang bahagi ng propeller na bumubuo ng torque. Ang blade system ng wind turbine na may operating circular rotary motion ay maaaring magkaroon ng pahalang o patayong axis ng pag-ikot.

Kapag ang pagkalkula at pagdidisenyo ng isang tiyak na wind turbine, bilang karagdagan sa mga kondisyon ng hangin ng operasyon nito, kinakailangang isaalang-alang ang parehong mga katangian ng wind turbine, teak wood, at ang buong wind turbine. Kaugnay nito, ang mga wind turbine ay inuri ayon sa mga sumusunod na pamantayan:

• uri ng enerhiya na nabuo,

• lebel ng lakas,

• appointment

• Mga lugar ng aplikasyon,

• ang tanda para sa pare-pareho o variable na bilis ng pagpapatakbo ng wind turbine,

• pamamaraan ng pamamahala,

• uri ng sistema ng paghahatid.

Depende sa uri ng enerhiya na nabuo, ang lahat ng wind power plants ay nahahati sa wind energy at wind energy. Ang mga electric wind turbine, naman, ay nahahati sa mga naka-embed na installation na bumubuo ng direkta o alternating current na kuryente. Ang mga mekanikal na wind turbine ay ginagamit upang magmaneho ng mga tumatakbong makina.

Depende sa layunin, ang mga DC electric wind turbine ay nahahati sa garantisadong hangin, garantisadong suplay ng kuryente ng gumagamit, hindi garantisadong suplay ng kuryente.Ang mga electric wind turbine na may alternating current ay nahahati sa autonomous, hybrid, na nagpapatakbo nang kahanay sa isang electric power system ng maihahambing na kapangyarihan (halimbawa, sa isang planta ng diesel), grid, na tumatakbo nang kahanay sa isang malakas na electric power system.

Ang pag-uuri ng mga wind turbine ayon sa mga lugar ng aplikasyon ay tinutukoy ng kanilang layunin.

Kapag kinakalkula at pagdidisenyo ng wind turbine at pagpili ng mga nominal na parameter nito, kinakailangang isaalang-alang ang uri ng pagkarga (electric generator, water pump, atbp.), Ang uri ng wind power transmission system sa gumagamit, ang uri ng kuryente henerasyon at sistema ng imbakan.

Ang isang sistema ng paghahatid ng enerhiya ng hangin ay isang tinukoy na hanay ng iba't ibang mga aparato para sa pagpapadala ng kapangyarihan mula sa baras ng wind wheel patungo sa baras ng kaukulang wind turbine machine (user) nang mayroon o walang pagtaas ng bilis ng pag-ikot ng makina. Sa modernong enerhiya ng hangin, ang mekanikal na paraan ng paghahatid ng enerhiya ay kadalasang ginagamit.

Ang power generation system ay isang generator ng mga electric machine at isang set ng mga device (control device, kapangyarihan electronics, baterya, atbp.) upang kumonekta sa isang user na may mga karaniwang parameter ng kuryente.

Ang mga wind turbine na may kapangyarihan mula sa ilang watts hanggang libu-libong kilowatts ay ginawa at pinapatakbo. Mayroong apat na grupo: napakababang kapangyarihan - mas mababa sa 5 kW, mababang kapangyarihan - mula 5 hanggang 99 kW, katamtamang kapangyarihan - mula 100 hanggang 1000 kW, mataas na kapangyarihan - higit sa 1 MW. Ang mga wind turbine ng bawat grupo ay naiiba sa bawat isa lalo na sa disenyo, uri ng pundasyon, paraan ng pag-install ng wind turbine, sistema ng kontrol, sistema ng paghahatid ng enerhiya ng hangin, paraan ng pag-install at paraan ng pagpapanatili.

Ang nangingibabaw na pamamahagi ng horizontal axis wind turbines ay nakamit.

Sa fig. Ipinapakita ng 1 ang pagtatayo ng wind farm at pangkalahatang view ng wind farm.

kanin. 1. Ang disenyo ng wind power plant: 1 — wind turbine (wind wheel), 2 — wind turbine, 3 — generator, 4 — gearbox, 5 — turntable, 6 — measuring device, 7 — wind turbine mast ay naglalaman ng wind turbine at isang electric generator na direktang konektado sa wind turbine shaft o sa pamamagitan ng gearbox.

Ang wind turbine ay naglalaman ng wind turbine at isang electric generator na konektado sa shaft ng wind turbine nang direkta o sa pamamagitan ng isang gearbox.

Ang isang wind farm (WPP) ay binubuo ng ilang wind turbines na tumatakbo nang magkatulad at nagbibigay ng nabuong kuryente sa power system.

Ang aparato ng pagsukat ay nagbibigay ng senyales upang iikot ang ulo ng hangin kapag nagbabago ang direksyon o lakas ng hangin, at inaayos din ang anggulo ng pag-ikot ng mga blades depende sa lakas ng hangin.

Mayroong mga wind turbine para sa 500, 1000, 1500, 2000, 4000 kW. Ang wind turbine para sa 500 kW ay may: isang palo na may taas na 40-110 m, isang ulo ng hangin na may masa na 15-30 tonelada, isang dalas ng pag-ikot n = 20-200 rpm, ang bilis ng rotor ng generator ay 750- 1500 rpm (drive na may gear) o 20-200 rpm (direct drive).

Bilang mga generator sa mga wind turbine, madalas na ginagamit ang mga asynchronous squirrel generator, na naiiba sa mga kasabay sa higit na pagiging maaasahan, pagiging simple ng disenyo at mas kaunting timbang, na kinakailangan upang madagdagan ang pagiging maaasahan ng planta ng kuryente.

Ang mga wind turbine ay maaaring gumana nang awtonomiya o kahanay sa sistema ng kuryente.Sa panahon ng autonomous na operasyon, ang bilis ng pag-ikot ng HP wind turbine ay hindi kinokontrol o pinananatili sa loob ng ± 50%, samakatuwid ang dalas at boltahe ng mga terminal ng generator ay hindi pare-pareho, iyon ay, ang nabuong electric power ay hindi maganda ang kalidad, at ang mga gumagamit ng naturang mga wind turbine ay kadalasang walang mataas na kalidad na mga kinakailangan (pangunahin ang mga kagamitan sa pag-init). Upang makakuha ng mataas na kalidad na enerhiya, ginagamit ang mga stabilizer na binubuo ng isang rectifier, inverter at baterya.

Ang malalakas na wind turbines ay gumagana nang kahanay sa power system (Larawan 2). Tinitiyak ng parallel connection na ito na pare-pareho ang frequency, boltahe at bilis ng wind turbine. Ang kapangyarihan na ibinibigay ng generator sa grid ay nakasalalay sa metalikang kuwintas ng makina at tinutukoy ng lakas ng hangin.

Posibleng pakikipagtulungan ng wind turbine sa grid na may koneksyon sa pamamagitan ng intermediate frequency converter sa isang variable frequency ng pag-ikot ng wind turbine.

Kapag ang isang asynchronous generator ay ginagamit, ang wind turbine ay maaari ding gumana sa variable na bilis, at ang generator ay nagbibigay ng mataas na kalidad na kuryente sa network. Para sa excitation, ang asynchronous generator ay gumagamit ng reactive power mula sa network o mula sa isang espesyal na capacitor bank, at ang kasabay na generator mismo ang lumikha nito.

kanin. 2… Parallel operation ng wind power plant na may malakas na power supply system: VD — wind machine, R — gearbox, G — generator, V — rectifier, I — inverter, U — control unit, ES — power system

Mga katangian ng system wind power plants (WPP):

1. Matatagpuan ang mga ito sa mga lugar na may potensyal na malakas ang hangin.

2.Ang mga ito ay may kapasidad ng mga yunit ng kuryente: 1500-2000 kW at higit pa para sa isang continental base at 4000-5000 kW para sa isang base ng dagat at baybayin.

3. Ang mga asynchronous generator na may squirrel rotor at synchronous (madalas na may permanenteng magnet excitation) na may mababang boltahe ng generator (0.50-0.69 kV) ay ginagamit.

4. Mababang kahusayan ng istasyon - 30-40%.

5. Kakulangan ng pagkarga ng init.

6. Mataas na kakayahang magamit, ngunit ganap na umaasa sa mga kondisyon ng panahon.

7. Saklaw ng operating wind speeds mula 3.0-3.5 hanggang 20-25 m / s. Kapag ang bilis ng hangin ay mas mababa sa 3.0-3.5 m / s at higit sa 20-25 m / s, ang mga wind turbine ay nakadiskonekta mula sa grid at naka-install sa isang hindi gumaganang posisyon, at kapag ang bilis ng hangin ay naibalik, ang mga wind turbine ay konektado sa grid at pinabilis gamit ang generator na tumatakbo sa engine mode.

8. Kakulangan ng pagpili ng kuryente sa boltahe ng generator (maliban sa sariling pangangailangan).

9. Paghahatid ng kuryente sa mga mamimili sa mga boltahe na 10, 35, 110, kV.

Ang modernong enerhiya ng hangin sa maraming bansa sa mundo ay bahagi ng mga sistema ng enerhiya, at sa ilang mga bansa ito ay isa sa mga pangunahing bahagi ng alternatibong enerhiya batay sa renewable energy sources. Magbasa pa tungkol dito: Pag-unlad ng enerhiya ng hangin sa mundo