Tuuliturbiinin perusrakentaminen

Tuulivoimalan suuret osat

Tuuliturbiinin torni

Torni on erittäin tärkeä osa tuuliturbiiniatukee kaikkia muita osia. Se ei ainoastaan ​​tue turbiinia, vaan nostaa turbiinin riittävään korkeuteen, jotta sen terien kärjet olisivat turvallisessa korkeudessa pyörimisen aikana. Ei vain sitä, että meidän on säilytettävä tornin korkeus, jotta se voi saada riittävän voimakkaan tuulen. Tornin korkeus riippuu viime kädessä tuuliturbiinien tehosta. Kaupallisten tuulivoimaloiden turbiinien torni on yleensä 40 metrin ja 100 metrin välillä. Nämä tornit voivat olla joko putkimaisia ​​teräs- torneja, ristikkorakenteita tai betonipylväitä. Käytämme putkimaisen terästornin suurelle tuuliturbiinille. Ne valmistetaan yleensä 30 - 40 metrin pituisessa osassa.

Kussakin osassa on laipat, joissa on reiät. Tällaiset osat on asennettu yhteen mutteripulttien avulla, jolloin muodostuu täydellinen torni. Täydellinen torni on hieman kartiomainen muoto, joka parantaa mekaanista vakautta. Me koomme ristikkorakenteen eri teräs- tai GI-kulmien tai putkien jäsenillä. Kaikki osat on pultattu tai hitsattu yhteen muodostaen halutun korkeuden täydellisen tornin. Näiden tornien hinta on paljon pienempi kuin teräsputkimaisen tornin kustannukset, mutta se ei esteettisesti näytä yhtä hyvältä kuin teräsputki. Vaikka kuljetus, kokoonpano ja kunnossapito ovat melko helppoja, mutta nykyaikaisessa tuuliturbiinilaitoksessa vältetään ristikkorakenteen käyttö estetiikkaan nähden. Pienille tuuliturbiineille on olemassa myös eräänlainen torni, ja tämä on pylväspylväs. Guyed pole -torni on yksi pystysuora napa, jota tukee eri puolilta johdettu kaveri. Miehistöjohtimien lukumäärän vuoksi on vaikea päästä tornin pohja-alueelle. Tämän vuoksi vältämme tämäntyyppisen torni maatalouden alalla.

Käytössä on myös toinen tuuliturbiinitornipienille laitoksille, ja tämä on hybridityyppinen torni. Hybridityyppinen torni on myös tyypiltään tyypillinen torni, mutta ainoa ero on, että sen sijaan, että käytettäisiin yhtä napaa keskellä, se käyttää ohutta ja korkeaa ristikkotyyppistä tornia. Hybridi-tyyppinen torni on sekä ristikkotyyppisen että työtyyppisen tornin hybridi.

Tuulivoimalan Nacelle

Nacelle on iso laatikko tai kioski, joka istuu tornissa ja jossa on kaikki tuulivoimalan komponentit. Siinä on sähkögeneraattori, voimanmuuntin, vaihteisto, turbiiniohjain, kaapelit, kääntölaite.

Tuulivoimalan roottorinterät

Terät ovat tuulen tärkeimmät mekaaniset osatturbiini. Terät muuttavat tuulienergiaa käyttökelpoiseksi mekaaniseksi energiaksi. Kun tuuli iskee teriin, terät pyörivät. Tämä kierto siirtää mekaanisen energiansa akselille. Suunnittelemme terät kuten lentokoneen siivet. Tuuliturbiiniterät voivat olla 40 - 90 metriä pitkiä. Terien tulisi olla mekaanisesti riittävän vahvoja kestämään voimakasta tuulta jopa myrskyn aikana. Samanaikaisesti tuuliturbiinien terät tulisi tehdä mahdollisimman kevyiksi terien sileän pyörimisen helpottamiseksi. Tätä varten valmistamme terät lasikuitu- ja hiilikuitukerroksilla synteettisesti.

Nykyaikaisessa turbiinissa normaalisti kolme identtistä terää asennetaan keski-napaan mutteripulttien avulla. Kukin identtinen terä on linjassa 120 ° C^O toisilleen. Prosessi parantaa massan jakautumista ja antaa järjestelmälle sujuvamman pyörimisen.

Tuuliturbiinin akseli

Akseli, joka on kytketty suoraan napaan, on aalhaisen nopeuden akseli. Kun terät pyörivät, tämä akseli pyörii samalla kierrosluvulla kuin pyörivä napa. Yhdistämme tämän akselin suoraan sähkögeneraattoriin, jos kyseessä on matalan nopeuden generaattori. Mutta useimmissa tapauksissa matalan nopeuden pääakseli on varustettu nopeusakselilla vaihteiston kautta. Tällä tavoin roottorin siivet siirtävät mekaanisen energiansa akselille, joka lopulta menee sähkögeneraattoriin.

vaihdelaatikko

Tuulivoimala ei pyöri suurella nopeudellapikemminkin se pyörii varovasti pienellä nopeudella. Mutta useimmat sähkögeneraattorit vaativat suurta nopeutta, jotta sähkö saadaan aikaan halutulla jännitetasolla. Niinpä on oltava jonkin verran nopeuden kertolajitusta, jotta generaattorin akseli voi saavuttaa suuren nopeuden. Tuulivoimalan vaihteisto tekee tämän. Vaihdelaatikko lisää nopeutta paljon korkeampaan arvoon. Jos esimerkiksi vaihteiston suhde on 1:80 ja pienen nopeuden pääakselin kierrosluku on 15, vaihteisto nostaa generaattorin akselin nopeutta 15 × 80 = 1200 rpm.

Generaattori

Generaattori on sähkölaitemuuntaa akselista vastaanotetun mekaanisen energian sähköenergiaksi. Normaalisti käytämme induktio- generaattoreita nykyaikaisissa tuulivoimaloissa. Aiemmin synkroniset generaattorit olivat suosittuja tähän tarkoitukseen. Pysyvä magneetti-DC-generaattoria käytetään myös joissakin tuulivoimaloissa. Akselin nopeus voidaan tehdä suureksi vaihteistokokoonpanolla, mutta emme voi tehdä akselin nopeutta vakiona. Akselin nopeus voi vaihdella, koska se riippuu tuulen nopeudesta. Niinpä myös roottorin nopeus vaihtelee. Tämä vaihtelu vaikuttaa generoidun sähkötehon taajuuteen, jännitteeseen. Näiden ongelmien voittamiseksi käytämme normaalisti induktiogeneraattoria tähän tarkoitukseen.

Koska induktiogeneraattori tuottaa ainasähköverkkoon synkronoitu teho roottorin nopeudesta riippumatta. Jos käytämme kolmivaiheista synkronista generaattoria, korjaamme ensin lähtötehon DC: ksi ja muunnetaan sen sitten halutun jännitteen ja taajuuden AC: ksi käyttämällä invertteripiiriä. Koska synkronisen generaattorin tuottama vaihtovoima ei ole vakio jännitteessä ja taajuudessa, se vaihtelee roottorin nopeuden mukaan. Koska samasta syystä käytämme joissakin tapauksissa DC-generaattoria tähän tarkoitukseen. Näissä tapauksissa lähtö DC: n teho generaattorista käännetään halutun jännitteen ja taajuuden AC: ksi ennen syöttämistä verkkoon.

Virta-muunnin

Koska tuuli ei ole aina vakio, niingeneraattorista syntyvä sähköpotentiaali ei ole vakio, mutta tarvitsemme erittäin vakaan jännitteen verkkoon syöttämiseksi. Tehonmuunnin on sähkölaite, joka vakauttaa verkkoon siirretyn vaihtuvan lähtöjännitteen.

Turbiiniohjain

Turbiiniohjain on tietokone (PLC), joka ohjaa koko turbiinia. Se käynnistää ja pysäyttää turbiinin ja suorittaa itsediagnostiikan, jos turbiinissa on virhe.

Tuulimittari

Se mittaa tuulen nopeuden ja välittää nopeustiedot PLC: lle turbiinin tehon ohjaamiseksi.

Wind Vane

Se tunnistaa tuulen suunnan ja siirtää suunnan PLC: hen, jolloin PLC kohtaa terät siten, että se leikkaa maksimaalisen tuulen.

Pitch Drive

Piston käyttömoottorit ohjaavat siipien kulmaa aina, kun tuuli muuttuu, kun se kääntää terien kulmaa leikkaamaan maksimaalisen tuulen, jota kutsutaan terien kallistukseksi.

Yaw Drive

Tuuliturbiinien terät ja muut osat ovatNacelle on sijoitettu aina, kun tuulen suunta muuttuu, nacelle on kohdattava tuulen suuntaan, jotta tuulesta saadaan mahdollisimman paljon energiaa. Tätä tarkoitusta varten kallistuskäyttöä käytetään moottorin pyörittämiseen nacelle. Sen ohjaa PLC, joka käyttää tuulilasin tietoja tuulen suunnan tunnistamiseksi.