Paano gumagana ang mga pang-industriyang wind turbine

Ang natural na reaksyon ng atmospera sa hindi pantay na pag-init ng iba't ibang layer nito ay hangin. Ang mga nagresultang pagbaba sa presyon ng atmospera ay nagiging sanhi ng pag-ihip ng hangin mula sa mga lugar na may mataas na presyon patungo sa mga lugar na may mababang presyon, at kung mas malaki ang pagkakaiba ng presyon, mas malakas ang hangin—mas mataas ang bilis nito. Sa teorya, tinatantya na hanggang sa 2% ng solar radiation ay na-convert sa mekanikal na enerhiya ng hangin dahil sa natural na paggalaw ng hangin sa atmospera.

Ito ay kilala na ang topograpiya ng isang tiyak na lugar ay maaaring palakasin ang hangin o paghigpitan ang daloy ng hangin. Kaya, sa mga lugar ng mga saklaw ng bundok, mga pass, malapit sa mga canyon ng ilog, ang mga kondisyon para sa pag-install ng mga wind turbine ay talagang perpekto. At kung naaalala natin na ang kapangyarihan na maaaring makuha mula sa hangin ay proporsyonal sa masa ng hangin na dumadaan sa turbine at ang kubo ng bilis nito, kung gayon madaling maunawaan ang mga prospect na mabilis na nagbubukas sa direksyong ito.

Ang hangin ay walang alinlangan na isa sa mga pinaka-promising na nababagong mapagkukunan ng natural na enerhiya.Ito ay hindi para sa wala na sa maraming mga bansa, taon-taon, parami nang parami ang mga wind farm na itinatayo, lalo na ang mga wind farm, sa mga baybaying bahagi ng dagat, karagatan at sa kapatagan.

Ang gusty na kalikasan ng hangin ay hindi nakakatulong sa matatag na supply ng mga de-koryenteng network, samakatuwid ang akumulasyon ng enerhiya para sa layunin ng karagdagang paggamit nito ay nagiging isang mahalagang gawain. Ngunit ang gawaing ito ay nalutas - ang mga pang-industriya at pribadong mga sistema ng pag-iimbak ng baterya ay itinayo, ang mga hakbang ay isinasagawa upang matiyak ang walang patid na supply ng kuryente.

At ngayon ay may kumpiyansa tayong masasabi na ang isang malakas na pang-industriya na wind generator (tulad ng Enercon E-126) na may kapasidad na 6-8 MW, na isinama sa sistema ng supply ng kuryente ng isang maliit na lungsod, ay magagawang matugunan ang mga pangangailangan ng mga residente nito. at ang mga pangangailangan ng nakuryenteng imprastraktura.

Gayunpaman, pumunta tayo sa punto at tingnan ang aparato ng isang pang-industriyang wind generator. Pagkatapos ng lahat, ang bawat wind generator ay isang produkto ng maselang pag-iisip ng inhinyero, ang resulta ng tumpak na mga kalkulasyon at mahabang disenyo upang makakuha ng isang mahusay at maaasahang converter ng enerhiya ng hangin sa elektrikal na enerhiya, kaya naman ang bawat detalye ng isang malaking istraktura ay hindi sinasadya. . Halimbawa, sasangguni tayo sa disenyo ng Enercon E-126 wind generator at titingnan ang mga pangunahing bahagi nito.

Tore

Ang tore (7), sampu-sampung metro ang taas, ay suporta ng isang pang-industriyang wind generator. Ito ay ganap na ginawa ng reinforced concrete sa pamamagitan ng sequential casting sa formwork o binuo mula sa maikling reinforced concrete rings na sunud-sunod na nakakabit sa ibabaw ng bawat isa at konektado sa pamamagitan ng paghila ng mga frame cable sa pamamagitan ng mga ito.Ang reinforced concrete ay sapat na malakas upang hawakan ang isang mabigat na turbine at nacelle na nasa itaas, pati na rin ang pagtiis sa pagkarga na nagreresulta mula sa pagpapatakbo ng wind turbine, na pinipigilan ang istraktura mula sa pagbagsak.

Ang base ng tore ay nakasalalay sa isang reinforced concrete base (8), ang bigat nito ay proporsyonal sa bigat ng tore mismo. Halimbawa, ang Enercon E-126 wind turbine ay may kabuuang timbang na humigit-kumulang 6,000 tonelada. Ang suporta ay hindi cylindrical sa hugis, na may hugis na mas malapit sa isang pinutol na kono kaysa sa isang silindro. Pinalawak sa base, ang tore ay ligtas na humahawak sa buong istraktura sa tamang posisyon.

Mga blades at rotor

Ang mga blades (6) at ang rotor (5) ng isang pang-industriya na wind turbine ay gawa sa isang espesyal na composite fiber batay sa bakal. Ang mga blades ay binuo mula sa magkahiwalay na mga segment o ginawa bilang isang monolith, depende sa kanilang saklaw. Bilang isang patakaran, ang mga bolts at isang hub ay ginagamit upang ikabit ang mga blades sa rotor. Ang mga blades mismo ay nakakabit sa hub, at ang hub ay direktang nakakabit sa generator rotor.

Pag-ikot ng turbine sa paligid ng tore

Upang paikutin ang turbine sa paligid ng tore, a asynchronous na makina (3) konektado sa pamamagitan ng isang gear sa singsing sa base ng nacelle. Depende sa laki ng wind generator at kapangyarihan nito, maaaring magkaroon ng isa hanggang tatlong ganoong makina.

Power generator

Kung ang mga naunang yunit na katulad ng disenyo sa karaniwang mga kasabay na generator ay ginamit bilang mga generator para sa mga wind turbine, pagkatapos ay sa simula ng 2000s tulad ng isang pagbabago bilang isang ring generator (1) ay lumitaw. Dito ang turbine rotor na konektado sa hub ay ang generator rotor din.

Ang mga independiyenteng paikot-ikot na paggulo ay matatagpuan sa ring rotor, na bumubuo ng mga magnetic pole, at ayon sa pagkakabanggit sa stator ng stator winding. Ang stator winding ay nahahati sa mga bahagi (sa kaso ng Enercon E -126 - sa apat na bahagi), ang bawat isa ay konektado sa isang hiwalay na rectifier. Ang generator controller ay matatagpuan sa silid ng makina (2) ng nacelle.

Inverter

Pagkatapos ng pagwawasto, ang isang direktang boltahe na 400 volts ay ibinibigay sa inverter (4) na naka-install sa base ng tore, kung saan ang enerhiya ay na-convert sa alternating current at pagkatapos ng pagbabago ay ibinibigay sa linya ng kuryente.

Tinitingnan namin ang mga pangunahing bahagi ng isang modernong pang-industriya na wind turbine gamit ang halimbawa ng modelong Enercon E-126, na unang na-install malapit sa lungsod ng Emden ng Germany noong 2007. Ang kapasidad ng generator ay kasalukuyang 7.58 MW, na sapat para sa 4,500 villa na may kuryente sa buong taon.

Sa ngayon, ang Enercon ay nagtayo ng higit sa 13,000 tulad ng mga wind turbine sa buong mundo, na ang kabuuang kapasidad ng mga ito ay na-install noong 2010 na lumampas sa 2,846 MW.