Hvor kraftige industrielle vindturbiner fungerer

Atmosfærens naturlige reaksjon på ujevn oppvarming av de forskjellige lagene er vind. De resulterende fallene i atmosfærisk trykk får vinden til å blåse fra områder med høyt trykk til områder med lavt trykk, og jo større trykkforskjellen er, jo sterkere er vinden - jo høyere hastighet. Teoretisk er det anslått at opptil 2 % av solstrålingen omdannes til mekanisk vindenergi på grunn av den naturlige bevegelsen av luft i atmosfæren.

Det er kjent at topografien til et bestemt område enten kan forsterke vinden eller begrense luftstrømmen. Så i områder med fjellkjeder, pass, i nærheten av elvecanyons, er forholdene for å installere vindturbiner virkelig ideelle. Og hvis vi husker at kraften som kan oppnås fra vinden er proporsjonal med massen av luft som passerer gjennom turbinen og kuben av dens hastighet, så er det lett å forstå utsiktene som raskt åpner seg i denne retningen.

Vind er utvilsomt en av de mest lovende fornybare kildene til naturlig energi.Det er ikke for ingenting at det i mange land, år etter år, bygges flere og flere vindparker, vindparker, spesielt, på de kystnære delene av hav, hav og slettene.

Vindens vindkasting bidrar ikke til stabil forsyning av elektriske nettverk, derfor blir akkumulering av energi for videre bruk en viktig oppgave. Men denne oppgaven blir løst — industrielle og private batterilagringssystemer bygges, tiltak iverksettes for å sikre uavbrutt strømforsyning.

Og nå kan vi trygt si at en kraftig industriell vindgenerator (som Enercon E-126) med en kapasitet på 6-8 MW, integrert i strømforsyningssystemet til en liten by, vil være i stand til å tilfredsstille behovene til innbyggerne og behovene til den elektrifiserte infrastrukturen.

La oss imidlertid komme til poenget og se på enheten til en industriell vindgenerator. Tross alt er hver vindgenerator et produkt av omhyggelig ingeniørtanke, resultatet av presise beregninger og lang design for å oppnå en effektiv og pålitelig omformer av vindenergi til elektrisk energi, og det er grunnen til at hver detalj i en enorm struktur på ingen måte er tilfeldig . For eksempel vil vi referere til utformingen av Enercon E-126 vindgenerator og se på hoveddelene.

Tårn

Tårnet (7), titalls meter høyt, er støtten til en industriell vindgenerator. Den er laget utelukkende av armert betong ved sekvensiell støping i forskalingen eller satt sammen av korte armerte betongringer som monteres sekvensielt oppå hverandre og kobles sammen ved å trekke rammekabler gjennom dem.Den armerte betongen er sterk nok til å holde en tung turbin og nacelle høyt, samt tåle belastningen som følge av driften av vindturbinen, og forhindrer at strukturen velter.

Tårnets base hviler på en armert betongbase (8), hvis vekt er proporsjonal med vekten av selve tårnet. Eksempelvis har Enercon E-126 vindturbin en totalvekt på ca 6000 tonn. Støtten er ikke sylindrisk i form, og har en form nærmere en avkortet kjegle enn en sylinder. Utvidet ved basen holder tårnet sikkert hele strukturen i riktig posisjon.

Blader og rotor

Bladene (6) og rotoren (5) til en industriell vindturbin er laget av en spesiell komposittfiber basert på stål. Bladene er satt sammen av separate segmenter eller laget som en monolitt, avhengig av omfanget. Som regel brukes bolter og et nav for å feste bladene til rotoren. Selve bladene er festet til navet, og navet er festet direkte til generatorrotoren.

Rotasjon av turbinen rundt tårnet

For å rotere turbinen rundt tårnet, a asynkron motor (3) koblet med et tannhjul til ringen ved bunnen av nacellen. Avhengig av størrelsen på vindgeneratoren og dens kraft, kan det være fra en til tre slike motorer.

Strømgenerator

Hvis tidligere enheter med lik design som standard synkrongeneratorer ble brukt som generatorer for vindturbiner, dukket det opp på begynnelsen av 2000-tallet en slik innovasjon som en ringgenerator (1). Her er turbinrotoren koblet til navet også generatorrotoren.

Uavhengige eksitasjonsviklinger er plassert på ringrotoren, og danner magnetiske poler, og henholdsvis på statorviklingen. Statorviklingen er delt inn i deler (i tilfelle Enercon E -126 — i fire deler), som hver er koblet til en separat likeretter. Generatorkontrolleren er plassert i maskinrommet (2) i nacellen.

Inverter

Etter likeretting tilføres en likespenning på 400 volt til omformeren (4) installert i bunnen av tårnet, hvor energien omdannes til vekselstrøm og etter transformasjon tilføres kraftledningen.

Vi så på nøkkelkomponentene i en moderne industriell vindturbin ved å bruke eksemplet med Enercon E-126-modellen, først installert nær den tyske byen Emden i 2007. Generatorens kapasitet er for tiden 7,58 MW, som er nok til å drive 4500 villaer med strøm hele året.

Til dags dato har Enercon bygget mer enn 13 000 slike vindturbiner over hele verden, med deres totale installerte kapasitet allerede i 2010 på over 2 846 MW.