Z jakich urządzeń składa się system wytwarzania energii wiatrowej?

Z jakich urządzeń składa się system wytwarzania energii wiatrowej?

Systemy wytwarzania energii wiatrowej można podzielić na systemy sieciowe i systemy pozasieciowe, zgodnie z różnymi scenariuszami zastosowań. Dzisiaj będziemy rozmawiać głównie o systemach wytwarzania energii wiatrowej poza siecią.

Systemy energii wiatrowej poza siecią składają się zazwyczaj z turbin wiatrowych, sterowników, falowników, akumulatorów i innych części.

Turbiny wiatrowe składają się głównie z następujących części:

1. Koło wiatrowe

Większość wirników turbin wiatrowych składa się z 3-5 łopat, które są elementami przetwarzającymi energię wiatru na energię mechaniczną. Obecnie istnieją dwa główne materiały na łopaty turbin wiatrowych. Jednym z nich jest materiał z włókna szklanego, który zwykle jest ręcznie wklejany w modelu za pomocą tkaniny z włókna szklanego i przygotowanej żywicy epoksydowej, a do wewnętrznej wnęki dodaje się trochę materiału wypełniającego. Ręczne wklejanie nadaje się do ostrzy o różnych kształtach i zmiennych przekrojach, ale ręczna produkcja jest pracochłonna i czasochłonna, a jakość produktu jest trudna do kontrolowania. Zagraniczni mali fani korzystają również z zmechanizowanej produkcji łopatek o równych przekrojach, co znacznie poprawia efektywność produkcji łopatek i jakość produktu.

2 Generator

Turbiny wiatrowe zazwyczaj korzystają z alternatorów z magnesami trwałymi. Prąd przemienny wytwarzany przez generator napędzany turbiną wiatrową jest prostowany na prąd stały, który można przechowywać w akumulatorze.

3. Mechanizm kierunkowy, mechanizm regulacji prędkości i mechanizm parkowania

Aby pozyskać energię z wiatru, powierzchnia wirująca koła wiatrowego powinna być prostopadła do kierunku wiatru. W turbinach wiatrowych o osi poziomej funkcję tę osiąga się poprzez wykorzystanie ogona jako mechanizmu sterującego. 

Jednocześnie wraz ze wzrostem prędkości wiatru należy ograniczyć prędkość obrotową koła wiatrowego. Dzieje się tak dlatego, że z jednej strony nadmierna prędkość obrotowa spowoduje uszkodzenie koła wiatrowego i innych elementów turbiny wiatrowej; z drugiej strony moc wyjściowa generatora musi być ograniczona do pewnego zakresu.

Ponieważ konstrukcja małych turbin wiatrowych jest stosunkowo prosta, obecnie powszechnie stosuje się metodę regulacji prędkości z przesunięciem po stronie wirnika. Ten mechanizm regulacji prędkości może łatwo spowodować kołysanie wirnika i ogona wiatru, gdy prędkość i kierunek wiatru znacznie się zmienią, powodując w ten sposób wibracje turbiny wiatrowej. Dlatego przy dużej prędkości wiatru, zwłaszcza gdy akumulator jest w pełni naładowany, należy zatrzymać turbinę wiatrową ręcznie.

Niektóre małe turbiny wiatrowe są wyposażone w ręczne mechanizmy hamujące. Ponadto w praktyce można zastosować metodę parkowania na boki, to znaczy na skrzydle ogonowym mocuje się miękką linę. Gdy konieczne jest zatrzymanie, pociągnij za statecznik, aby obrócić koło wiatrowe na bok w kierunku wiatru, aby osiągnąć cel zatrzymania.

4. Wieża małej turbiny wiatrowej

Zwykle składa się z rury wieżowej i 3-4 kabli o wysokości 6-9 metrów. Można go również elastycznie dobierać w zależności od rzeczywistych warunków lokalnych.

Pozostałe urządzenia wchodzące w skład systemu wytwarzania energii wiatrowej

1. Kontroler

Zadaniem sterownika systemu wytwarzania energii wiatrowej jest kontrolowanie i wyświetlanie ładowania akumulatora przez turbinę wiatrową, aby zapobiec przeładowaniu lub nadmiernemu rozładowaniu akumulatora oraz zapewnić normalne użytkowanie akumulatora i niezawodne działanie całego systemu. Obecnie sterowniki turbin wiatrowych są zazwyczaj wyposażone w obciążenie energochłonne. Jego funkcją jest pochłanianie energii elektrycznej wytwarzanej przez turbinę wiatrową, gdy butla baterii jest pełna, a obciążenie zewnętrzne jest niewielkie.

2. Falownik

Falownik to urządzenie przetwarzające prąd stały (12V, 24V, 36V, 48V) na prąd przemienny 220V. Ponieważ wiele urządzeń elektrycznych dostępnych obecnie na rynku zasilanych jest napięciem 220 V, urządzenie to jest niezbędne w wielu zastosowaniach.

3. Bateria

Jest to bardzo ważny element systemu wytwarzania energii wiatrowej. Ogólnie rzecz biorąc, dostępne są akumulatory kwasowo-ołowiowe lub akumulatory litowe.