การก่อสร้างกังหันลมพื้นฐาน

ชิ้นส่วนที่สำคัญของกังหันลม

หอคอยแห่งกังหันลม

หอคอยเป็นส่วนสำคัญอย่างยิ่งของกังหันลมรองรับส่วนอื่น ๆ ทั้งหมด ไม่เพียง แต่รองรับกังหันเท่านั้น แต่ยังเพิ่มความสูงของกังหันให้สูงพอที่จะทำให้ส่วนปลายของใบพัดอยู่ในระดับความสูงที่ปลอดภัยในระหว่างการหมุน ไม่เพียงแค่นั้นเราต้องรักษาความสูงของหอคอยเพื่อให้สามารถรับลมแรงได้อย่างเพียงพอ ในที่สุดความสูงของหอคอยขึ้นอยู่กับกำลังการผลิตไฟฟ้าของกังหันลม หอคอยกังหันในโรงไฟฟ้าพลังงานลมเชิงพาณิชย์มักมีช่วงจาก 40 เมตรถึง 100 เมตร หอคอยเหล่านี้อาจเป็นได้ทั้งหอคอยเหล็กท่อหอคอยตาข่ายหรือหอคอยคอนกรีต เราใช้หอท่อเหล็กสำหรับกังหันลมขนาดใหญ่ โดยปกติจะผลิตในส่วนของความยาว 30 ถึง 40 เมตร

แต่ละส่วนมีครีบพร้อมรู ส่วนดังกล่าวประกอบเข้าด้วยกันโดยน๊อตสลักเกลียวที่เว็บไซต์เพื่อสร้างหอคอยที่สมบูรณ์ หอสมบูรณ์เป็นรูปทรงกรวยเล็กน้อยเพื่อให้เสถียรภาพทางกลดีขึ้น เราประกอบหอตาข่ายโดยสมาชิกที่แตกต่างกันของเหล็กหรือมุม GI หรือท่อ สมาชิกทุกคนจะถูกปิดหรือเชื่อมเข้าด้วยกันเพื่อสร้างหอคอยที่มีความสูงที่ต้องการ ค่าใช้จ่ายของหอคอยเหล่านี้มีค่าน้อยกว่าหอคอยท่อเหล็กมาก แต่มันดูไม่ดีเท่ากับหอท่อเหล็ก แม้ว่าการขนส่งการประกอบและการบำรุงรักษานั้นค่อนข้างง่าย แต่ก็ยังคงใช้หอขัดแตะอยู่ในโรงงานผลิตกังหันลมที่ทันสมัย มีหอคอยอีกประเภทหนึ่งที่ใช้สำหรับกังหันลมขนาดเล็กและนี่คือหอคอยเสาที่แต่งตัวประหลาด หอคอยเสา Guyed เป็นเสาแนวตั้งเดี่ยวที่รองรับโดยสายคนจากด้านที่แตกต่างกัน เนื่องจากมีสายไฟจำนวนมากจึงเป็นการยากที่จะเข้าถึงพื้นที่ฐานรากของหอคอย ด้วยเหตุนี้เราจึงหลีกเลี่ยงหอคอยประเภทนี้ในทุ่งเกษตร

มีหอกังหันลมอีกประเภทหนึ่งที่ใช้สำหรับโรงงานขนาดเล็กและนี่คือหอคอยประเภทลูกผสม หอคอยแบบไฮบริดยังเป็นหอคอยแบบมีคนแต่งตัวประหลาด แต่ความแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือแทนที่จะใช้เสาเดี่ยวตรงกลางมันใช้หอแบบตาข่ายบางและสูง ไฮบริดทาวเวอร์เป็นไฮบริดของทั้งสองประเภทตาข่ายและหอคอยชนิดแต่งตัว

Nacelle of Wind Turbine

ผู้โดยสารเป็นกล่องขนาดใหญ่หรือตู้ที่ตั้งอยู่บนหอคอยและบ้านทั้งหมด ส่วนประกอบของกังหันลม. เป็นที่ตั้งของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเครื่องแปลงไฟกระปุกเกียร์ตัวควบคุมกังหัน

ใบพัดของกังหันลม

ใบมีดเป็นชิ้นส่วนเครื่องจักรกลหลักของลมกังหัน. ใบมีดแปลงพลังงานลมเป็นพลังงานกลที่ใช้งานได้ เมื่อลมปะทะกับใบพัดใบมีดจะหมุน การหมุนครั้งนี้ถ่ายโอนพลังงานกลไปยังเพลา เราออกแบบใบมีดเหมือนปีกเครื่องบิน ใบพัดกังหันลมนั้นมีความยาว 40 เมตรถึง 90 เมตร ใบมีดควรมีความแข็งแรงทางกลไกเพียงพอที่จะต้านทานลมแรงแม้ในช่วงที่มีพายุ ในเวลาเดียวกันใบกังหันลมควรทำให้มีน้ำหนักเบาที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อให้การหมุนของใบพัดราบรื่น ด้วยเหตุนี้เราจึงสร้างใบมีดที่ทำจากไฟเบอร์กลาสและคาร์บอนไฟเบอร์ในการเสริมแรงสังเคราะห์

ในกังหันที่ทันสมัยมีใบพัดสามตัวที่เหมือนกันติดตั้งเข้ากับฮับกลางโดยใช้สลักเกลียว ใบมีดที่เหมือนกันแต่ละตัวอยู่ในแนวเดียวกันที่ 120^โอ ซึ่งกันและกัน. กระบวนการนี้ทำให้การกระจายตัวของมวลดีขึ้นและทำให้ระบบหมุนได้ราบรื่นขึ้น

เพลากังหันลม

เพลาที่เชื่อมต่อโดยตรงกับฮับคือเพลาความเร็วต่ำ เมื่อใบมีดหมุนเพลานี้จะหมุนด้วยรอบต่อนาทีเช่นเดียวกับศูนย์กลางการหมุน เราจับคู่เพลานี้กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าโดยตรงในกรณีของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าความเร็วต่ำ แต่ในกรณีส่วนใหญ่เพลาหลักความเร็วต่ำนั้นจะถูกส่งไปพร้อมกับเพลาความเร็วสูงผ่านกล่องเกียร์ ด้วยวิธีนี้ใบพัดของโรเตอร์จะถ่ายโอนพลังงานเชิงกลไปยังเพลาซึ่งในที่สุดจะเข้าสู่เครื่องกำเนิดไฟฟ้า

กระปุกเกียร์

กังหันลมไม่หมุนด้วยความเร็วสูงค่อนข้างหมุนเบา ๆ ด้วยความเร็วต่ำ แต่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าส่วนใหญ่ต้องการการหมุนด้วยความเร็วสูงเพื่อสร้างกระแสไฟฟ้าในระดับแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการ ดังนั้นจะต้องมีการจัดเรียงการคูณความเร็วเพื่อให้บรรลุความเร็วสูงของเพลาเครื่องกำเนิด กล่องเกียร์ของกังหันลมทำเช่นนี้ กระปุกเกียร์เพิ่มความเร็วให้กับค่าที่สูงกว่ามาก ตัวอย่างเช่นหากอัตราส่วนกระปุกเกียร์เท่ากับ 1:80 และหากรอบต่อนาทีของเพลาหลักความเร็วต่ำคือ 15 กล่องเกียร์จะเพิ่มความเร็วของเพลาเครื่องกำเนิดเป็น 15 × 80 = 1200 รอบต่อนาที

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่แปลงพลังงานกลที่ได้รับจากเพลาเป็นพลังงานไฟฟ้า โดยปกติเราใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหนี่ยวนำในกังหันลมที่ทันสมัย ก่อนหน้านี้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสเป็นที่นิยมสำหรับจุดประสงค์นี้ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแม่เหล็กถาวร DC ยังใช้ในกังหันลมบางแห่ง ความเร็วของเพลาสามารถทำได้สูงโดยใช้ชุดเกียร์ แต่เราไม่สามารถทำให้ความเร็วของเพลาคงที่ได้ อาจมีความผันผวนของความเร็วเพลาเนื่องจากมันขึ้นอยู่กับความเร็วลม ดังนั้นความเร็วของโรเตอร์จึงแตกต่างกันไป การเปลี่ยนแปลงนี้มีผลต่อความถี่แรงดันไฟฟ้าของพลังงานไฟฟ้าที่สร้างขึ้น ในการเอาชนะปัญหาเหล่านี้เรามักใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหนี่ยวนำเพื่อวัตถุประสงค์

เพราะเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหนี่ยวนำผลิตเสมอพลังงานไฟฟ้าที่ซิงโครไนซ์กับกริดที่เชื่อมต่อโดยไม่คำนึงถึงความเร็วของโรเตอร์ หากเราใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสสามเฟสเราจะแก้ไขกำลังขับให้เป็น DC ก่อนแล้วจึงแปลงเป็น AC ของแรงดันและความถี่ที่ต้องการโดยใช้วงจรอินเวอร์เตอร์ เนื่องจากกำลังไฟฟ้ากระแสสลับที่สร้างโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสไม่คงที่ในแรงดันไฟฟ้าและความถี่ แต่จะแปรผันตามความเร็วของโรเตอร์ เพราะด้วยเหตุผลเดียวกันในบางกรณีเราใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงเพื่อวัตถุประสงค์ ในกรณีเหล่านี้เอาต์พุต DC power จากตัวกำเนิดกลับเป็น AC ของแรงดันและความถี่ที่ต้องการก่อนป้อนเข้าสู่กริด

เครื่องแปลงไฟ

เพราะลมไม่คงที่เสมอไปดังนั้นศักย์ไฟฟ้าที่สร้างจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าไม่คงที่ แต่เราต้องการแรงดันไฟฟ้าที่เสถียรมากในการป้อนกริด เครื่องแปลงกำลังไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ช่วยรักษาเสถียรภาพของแรงดันไฟฟ้าขาออกที่ถ่ายโอนไปยังกริด

ชุดควบคุมเทอร์ไบน์

Turbine controller เป็นคอมพิวเตอร์ (PLC) ที่ควบคุมกังหันทั้งหมด มันเริ่มต้นและหยุดกังหันและรันการวินิจฉัยตนเองในกรณีที่เกิดข้อผิดพลาดใด ๆ ในกังหัน

เครื่องวัดความเร็วลม

มันวัดความเร็วลมและส่งข้อมูลความเร็วไปยัง PLC เพื่อควบคุมพลังงานกังหัน

กังหันลม

มันรับรู้ทิศทางของลมและผ่านทิศทางไปยัง PLC จากนั้น PLC จะหันใบมีดไปในทิศทางที่มันจะตัดลมสูงสุด

Pitch Drive

มอเตอร์ไดรฟ์แบบ Pitch ควบคุมมุมของใบมีดเมื่อใดก็ตามที่ลมเปลี่ยนมุมของใบพัดเพื่อตัดลมสูงสุดซึ่งเรียกว่า

Yaw Drive

ใบมีดและส่วนประกอบอื่น ๆ ในกังหันลม ได้แก่ตั้งอยู่ในห้องโดยสารเมื่อใดก็ตามที่มีการเปลี่ยนแปลงทิศทางลมอยู่ที่นั่นผู้โดยสารจะต้องเผชิญกับทิศทางของลมเพื่อดึงพลังงานสูงสุดจากลม เพื่อจุดประสงค์นี้หาวขับมอเตอร์จะใช้ในการหมุนผู้โดยสาร มันถูกควบคุมโดย PLC ที่ใช้ข้อมูลกังหันลมเพื่อรับรู้ทิศทางลม