Z jakiego wyposażenia składa się system generowania energii wiatrowej?

Z jakiego wyposażenia składa się system generowania energii wiatrowej?

Systemy generowania energii wiatrowej mogą być podzielone na systemy podłączone do sieci i niepodłączone do sieci zgodnie z różnymi scenariuszami zastosowań. Dzisiaj głównie porozmawiamy o systemach generowania energii wiatrowej niepodłączonych do sieci.

Systemy energetyki wiatrowej niepodłączane do sieci składają się ogólnie z turbin wiatrowych, kontrolerów, inwerterów, baterii i innych części.

Turbiny wiatrowe obejmują przede wszystkim następujące elementy:

1. Wiatrak

Większość wirników turbin wiatrowych składa się z 3-5 łopatek, które są elementami przekształcającymi energię wiatru w energię mechaniczną. Obecnie stosuje się dwa główne materiały do produkcji łopatek turbin wiatrowych. Pierwszym jest materiał z włókna szklanego, który zwykle jest ręcznie naklejany za pomocą tkaniny szklanej i przygotowanego żywicy epoksydowej w formie, a do przestrzeni wewnętrznej dodaje się pewne materiały wypełniające. Ręczne naklejanie jest odpowiednie dla łopatek o różnych kształtach i zmiennych przekrojach, ale produkcja ręczna jest pracochłonna i czasochłonna, a jakość produktu trudno kontrolować. Małe zagraniczne turbiny używają również mechanizowanej produkcji łopatek o stałym przekroju, co znacznie podnosi wydajność produkcji łopatek i ich jakość.

2. Generator

Turbiny wiatrowe korzystają z ogólnej zasady prądnicy magnesów trwałych. Prąd zmienny generowany przez generator napędzany przez turbinę wiatrową jest prostowany na prąd stały, który może być przechowywany w akumulatorze.

3. Mechanizm kierunkowy, mechanizm regulacji prędkości i mechanizm parkowania

Aby uzyskać energię z wiatru, powierzchnia obrotowa wirnika wiatraka powinna być prostopadła do kierunku wiatru. W wiatrakach o poziomej osi obrotu ta funkcja jest realizowana za pomocą ogona jako mechanizmu sterującego.

Jednocześnie, w miarę wzrostu prędkości wiatru, prędkość obrotowa wirnika musi zostać ograniczona. Jest to spowodowane tym, że z jednej strony, zbyt wysoka prędkość obrotowa może spowodować uszkodzenie wirnika i innych elementów wiatraka; z drugiej strony, moc wyjściowa generatora musi być ograniczona do pewnego zakresu.

Ponieważ konstrukcja małych turbin wiatrowych jest względnie prosta, obecnie ogólnie stosuje się metodę regulacji prędkości z przesunięciem bocznym wirnika. Ten mechanizm regulacji może łatwo spowodować kołysanie wirnika wiatrowego i ogona podczas dużych zmian prędkości i kierunku wiatru, co prowadzi do drgań turbiny wiatrowej. Dlatego przy wysokiej prędkości wiatru, zwłaszcza gdy bateria jest pełna, turbinę wiatrową należy wyłączyć ręcznie.

Niektóre małe涡turbiny wiatrowe są projektowane z mechanicznymi mechanizmami hamowania. Ponadto, w praktyce można użyć metody parkowania bocznego, czyli użycia miękkiego liny przymocowanej do skrzydła ogona. Gdy trzeba zatrzymać, pociągnij za skrzydło ogona, aby obrócić wirnik bokiem do kierunku wiatru, osiągając tym samym cel zatrzymania.

4. Wieża małej turbiny wiatrowej

Zazwyczaj składa się z rurociągu i 3-4 liny, ma wysokość 6-9 metrów. Może również być elastycznie wybierana zgodnie z rzeczywistymi warunkami lokalnymi.

Inne wyposażenie włączone w system generowania energii wiatrowej

1. Regulator

Funkcją regulatora systemu generowania energii wiatrowej jest kontrolowanie i wyświetlanie ładowania baterii przez wirnik wiatraka, aby zapewnić, że bateria nie będzie przeladowana ani zbyt mocno rozładowywana, a także aby zapewnić prawidłowe użytkowanie baterii i niezawodne działanie całego systemu. Obecnie regulator wiatraka zwykle wyposażony jest w obciążenie zużywające energię. Jego funkcją jest pochłanianie energii elektrycznej produkowanej przez wirnik wiatraka, gdy butelka z baterią jest pełna, a zewnętrzne obciążenie jest małe.

2. Inwerter

Inwerter to urządzenie konwertujące prąd kontynuowany (12V, 24V, 36V, 48V) na prąd zmienny 220V. Ponieważ wiele przyrządów domowych dostępnych obecnie na rynku jest napędzanych przez 220V, to urządzenie jest niezbędne w wielu zastosowaniach.

3. Bateria

Jest to bardzo ważny element w systemie generowania energii wiatrowej. Ogólnie dostępne są baterie ołowianokwasowe lub litowe.