Werkingsprincipe van windturbine
Hoe werkt windturbine?
Er is een luchtturbine met grote bladen bevestigdop de top van een ondersteunende toren van voldoende hoogte. Wanneer wind op de turbinebladen valt, roteert de turbine als gevolg van het ontwerp en de uitlijning van rotorbladen. De as van de turbine is gekoppeld met een elektrische generator. De output van de generator wordt verzameld door middel van elektrische stroomkabels.
Werken met windturbine
Wanneer de wind de rotorbladen raakt, messenbegin met draaien. De turbinerotor is verbonden met een snelle versnellingsbak. De versnellingsbak transformeert de rotorrotatie van lage snelheid naar hoge snelheid. De hogesnelheidsas van de versnellingsbak is gekoppeld met de rotor van de generator en daarom loopt de elektrische generator met een hogere snelheid. Een exciter is nodig om de vereiste excitatie te geven aan de magnetische spoel van het generatorveldsysteem, zodat deze de vereiste elektriciteit kan opwekken. De gegenereerde spanning aan de uitgangsklemmen van de dynamo is evenredig met zowel de snelheid als de veldflux van de dynamo. De snelheid wordt bepaald door windenergie die niet onder controle is. Om de uniformiteit van het uitgangsvermogen van de dynamo te handhaven, moet de excitatie worden geregeld in overeenstemming met de beschikbaarheid van natuurlijke windkracht. De bekrachtigingsstroom wordt geregeld door een turbinebesturing die de windsnelheid meet. Vervolgens wordt de uitgangsspanning van de elektrische generator (dynamo) gegeven aan een gelijkrichter waarbij de uitgang van de dynamo gelijkgericht wordt naar DC. Dan wordt deze gelijkgerichte DC-output gegeven aan de lijnconvertereenheid om deze om te zetten in gestabiliseerde AC-output die uiteindelijk wordt toegevoerd naar een elektrisch transmissienetwerk of transmissienetwerk met behulp van een step-uptransformator. Een extra eenheid wordt gebruikt om de kracht te geven aan interne hulpfunctionarissen van windturbine (zoals motor, batterij enz.), dit wordt een interne voedingseenheid genoemd.
Er zijn andere twee besturingsmechanismen gekoppeld aan een moderne grote windturbine.
- De oriëntatie van het turbineblad regelen.
- De oriëntatie van het turbinevlak regelen.
De oriëntatie van turbinebladen wordt bepaaldvan de basisnaaf van de messen. De messen zijn bevestigd aan de centrale naaf met behulp van een roterende opstelling door tandwielen en een kleine elektrische motor of hydraulisch rotatiesysteem. Het systeem kan afhankelijk van het ontwerp elektrisch of mechanisch worden geregeld. De bladen worden gedraaid afhankelijk van de snelheid van de wind. De techniek heet toonhoogteregeling. Het biedt de best mogelijke oriëntatie van de turbinebladen langs de richting van de wind om geoptimaliseerd windvermogen te verkrijgen.
De oriëntatie van de gondel of het hele lichaamvan de turbine kan de richting van de veranderende windrichting volgen om de mechanische energieoogst uit de wind te maximaliseren. De windrichting en de snelheid worden gemeten door een windmeter (automatische snelheidsmeters) met windvinnen bevestigd aan de achterkant van de gondel. Het signaal wordt teruggevoerd naar een elektronisch op een microprocessor gebaseerd besturingssysteem dat de giermotor bestuurt die de gehele gondel roteert met een drijfwerkopstelling om tegenover de luchtturbine te staan in de richting van de wind.
Een intern blokschema van een windturbine
