A szélturbina alapépítése

A szélturbina nagy részei

Szélturbina torony

A torony nagyon fontos része a szélturbinánaktámogatja a többi részt. Nemcsak a turbinát támogatja, hanem a turbinát is magasságba emeli, hogy a forgácsolás során a pengék csúcsa biztonságos legyen. Nem csak azt, hogy meg kell őriznünk a torony magasságát, hogy elég erős legyen a szél. A torony magassága végül a szélturbinák teljesítménykapacitásától függ. A kereskedelmi szélerőművek turbináinak tornya általában 40 és 100 méter között mozog. Ezek a tornyok lehetnek cső alakú acéltornyok, rács tornyok vagy beton tornyok. Egy nagy szélturbinához cső alakú acéltornyot használunk. Ezeket általában 30-40 méter hosszú szakaszban gyártják.

szélturbina
Minden egyes szakaszban lyukak vannak. Az ilyen szakaszokat a helyszínen anyacsavarokkal szerelik össze egy teljes torony kialakításához. A teljes torony enyhe kúp alakú, ami jobb mechanikai stabilitást biztosít. Az acél vagy GI szögek vagy csövek különböző tagjai által rácsos tornyot állítunk össze. Minden elem csavarozott vagy hegesztett, hogy egy teljes magasságú tornyot képezzen. Ezeknek a tornyoknak a költsége sokkal kisebb, mint az acélcsöves torony költsége, de esztétikailag nem olyan jó, mint az acélcsöves torony. Bár a szállítás, összeszerelés és karbantartás meglehetősen egyszerű, de a rácsos torony használata a modern szélturbinákban esztétikai megjelenése miatt elkerülhető. Van egy másik típusú torony, amelyet a kis szélturbinák használnak, és ez a pólustorony. A Guyed pole torony egy függőleges pólus, amelyet különböző oldalakból vezetett srác támogat. A sráchuzalok száma miatt nehéz elérni a torony lábazatát. Emiatt elkerüljük az ilyen típusú tornyokat a mezőgazdasági területen.

Van egy másik típusú szélturbina torony iskisüzem, és ez egy hibrid típusú torony. A hibrid típusú torony szintén fickó típusú torony, de az egyetlen különbség az, hogy a közepén egyetlen pólus használata helyett vékony és magas rács típusú tornyot használ. A hibrid típusú torony mind a rácsos, mind a fickó típusú torony hibridje.

szélturbina tornyok

Szélerőmű turbina

A nacelle egy nagy doboz vagy kioszk, amely a toronyon ül, és az összes házat egy szélturbina alkatrészei. Elektromos generátorral, erőátalakítóval, sebességváltóval, turbinás vezérlővel, kábelekkel, egy hajtóművel van ellátva.

szélturbinák

Szélturbina rotorlapátjai

A pengék a szél fő mechanikai részeiturbina. A pengék a szélenergiát hasznos mechanikai energiává alakítják át. Amikor a szél a lapátokra üt, a pengék forognak. Ez a forgatás átadja a mechanikai energiáját a tengelyre. A pengéket úgy tervezzük, mint a repülőgép szárnyait. A szélturbina pengék 40 és 90 méter hosszúak lehetnek. A pengéknek mechanikusan erősnek kell lenniük ahhoz, hogy a vihar idején is ellenálljanak az erős szélnek. Ezzel egyidejűleg a szélturbinák pengéit a lehető leggyorsabbá kell tenni, hogy megkönnyítsék a pengék forgását. Ehhez az üvegszálas és szénszálas rétegeket szintetikusan erősítjük.

Egy modern turbinában rendszerint három azonos pengét helyeznek el egy központi csavarkulcshoz, anyacsavarokkal. Mindegyik azonos lapát 120-ra van állítvao egymáshoz. A folyamat jobb tömegeloszlást tesz lehetővé, és egyenletesebb forgást biztosít a rendszer számára.

szélturbina pengék

A szélturbina tengelye

A közvetlenül a hubhoz csatlakoztatott tengely aalacsony fordulatszámú tengely. Amikor a pengék forognak, ez a tengely ugyanolyan fordulatszámmal forog, mint a forgó kerékagy. Az alacsony fordulatszámú generátor esetén ezt a tengelyt közvetlenül az elektromos generátorhoz kapcsoljuk. A legtöbb esetben azonban az alacsony fordulatszámú főtengely egy sebességváltó tengellyel van felszerelve egy sebességváltón. Ily módon a rotorlapátok mechanikai energiáját a tengelyre továbbítják, ami végül belép egy elektromos generátorba.

szélturbina tengelye

sebességváltó

A szélturbina nem forog nagy sebességgelinkább gyengén forog kis sebességgel. Az elektromos generátorok nagy része azonban nagy sebességű forgatást igényel, hogy a kívánt feszültségszinten villamos energiát állítson elő. Tehát a generátor tengelyének nagy sebességének elérése érdekében bizonyos sebességfokozást kell kialakítani. A szélturbina hajtóműve ezt teszi. A sebességváltó a sebességet sokkal magasabb értékre növeli. Például, ha a sebességváltó aránya 1:80, és ha az alacsony fordulatszámú főtengely fordulatszáma 15, akkor a sebességváltó növeli a generátor tengely sebességét 15 × 80 = 1200 fordulat / perc értékre.

sebességváltó

Generátor

A generátor egy elektromos eszközátalakítja a tengelyről kapott mechanikai energiát elektromos energiává. Általában a szélturbinákban indukciós generátorokat használunk. Korábban a szinkron generátorok népszerűek voltak erre a célra. Néhány szélturbinában is használatos állandó mágneses egyenáramú generátor. A tengely sebessége a sebességváltó-szerelvény használatával magasra tehető, de a tengely fordulatszámát nem tudjuk állandóvá tenni. A tengely sebessége ingadozhat, mivel ez a szélsebességtől függ. Tehát a rotor sebessége is változik. Ez a változás befolyásolja a generált villamos energia frekvenciáját, feszültségét. Ezen problémák leküzdésére általában indukciós generátort használunk erre a célra.

Mivel az indukciós generátor mindig termela csatlakoztatott hálózathoz szinkronizált villamos energia a rotor sebességétől függetlenül. Ha a háromfázisú szinkron generátort használjuk, akkor először korrigáljuk a kimeneti teljesítményt a DC-re, majd inverter áramkörrel konvertáljuk azt a kívánt feszültség és frekvencia AC-re. Mivel a szinkrongenerátor által generált váltakozó teljesítmény nem állandó a feszültség és a frekvencia között, inkább a rotor sebességétől függ. Mert ugyanezen okból bizonyos esetekben egyenáramú generátort használunk erre a célra. Ezekben az esetekben a kimeneti egyenáram a generátorra táplált, váltakozó feszültség és frekvencia váltakozó áramú feszültsége.

széles turbina generátor

Átalakító

Mivel a szél nem mindig állandó, ígya generátor által generált elektromos potenciál nem állandó, de nagyon stabil feszültségre van szükség a rács táplálásához. Az erőátalakító olyan elektromos eszköz, amely stabilizálja a rácsra átvitt váltakozó kimeneti feszültséget.

Átalakító

Turbinavezérlő

A turbina vezérlő egy számítógép (PLC), amely a teljes turbinát vezérli. A turbinát elindítja és leállítja, és a turbinában bekövetkező hiba esetén öndiagnosztikát futtat.

Szélmérő

A szélsebességet méri és a sebességinformációt továbbítja a PLC-nek a turbina teljesítményének vezérléséhez.

Szélkakas

Érzékeli a szél irányát, és áthalad a PLC irányába, majd a PLC úgy néz ki, hogy a lapátok a maximális szélet vágják.

szélturbina

Pitch Drive

Ha a szél megváltoztatja a pengék szögét a maximális szélcsökkentés érdekében, akkor a pengés hajtómotorok szabályozzák a pengék szöget, amikor a szél szélét csökkenti.

Yaw meghajtó

A szélturbina pengéi és más alkatrészeiHa a szél irányát megváltoztatja, akkor a nacelle a szél irányába kell néznie, hogy kivonja a szélből a maximális energiát. Ebből a célból a hajtóművet egy motort használják a nacelle forgatásához. A PLC ellenőrzi, hogy a szélirányú információkat használja a szélirány érzékelésére.

Hozzászólások
Hozzászólni