Jakie są dwie podstawowe technologie technologii wytwarzania energii wiatrowej?

Jednym z nich jest magazynowanie energii w akumulatorach, aby zapewnić wykorzystanie energii elektrycznej, gdy nie ma wiatru; Drugim jest połączenie wytwarzania energii wiatrowej z innymi metodami wytwarzania energii (takimi jak wytwarzanie energii z silników wysokoprężnych) w celu dostarczania energii elektrycznej do jednostek, wiosek lub wysp; Po trzecie, wytwarzanie energii wiatrowej jest zintegrowane z konwencjonalną siecią energetyczną, dostarczając energię do dużej sieci energetycznej. W farmie wiatrowej instaluje się często dziesiątki, a nawet setki turbin wiatrowych, co jest głównym kierunkiem rozwoju energetyki wiatrowej.

Dwa główne elementy systemu wytwarzania energii wiatrowej to turbina wiatrowa i generator. Technologia sterowania o zmiennym nachyleniu i technologia wytwarzania energii o stałej częstotliwości ze zmienną prędkością w turbinach wiatrowych to trendy rozwojowe technologii wytwarzania energii wiatrowej i podstawowe technologie wytwarzania energii wiatrowej dzisiaj. Oto krótkie wprowadzenie do tych dwóch aspektów.

1. Dostosuj odległość nachylenia turbiny wiatrowej

Wentylator wychwytuje energię wiatru przez wirnik i przetwarza ją na mechaniczny moment obrotowy działający na piastę. Zmienną regulację nachylenia uzyskujemy poprzez zmianę kąta pomiędzy nawietrzną stroną łopaty a wzdłużną osią obrotu, wpływając tym samym na naprężenia i opory łopaty, ograniczając wzrost mocy wyjściowej wentylatora podczas silnych wiatrów i utrzymując stałą moc wyjściową. Krzywa mocy wyjściowej wentylatora jest wygładzana poprzez zmienną regulację nachylenia. Gdy znamionowa prędkość wiatru jest niższa, sterownik ustawia kąt natarcia łopat w pobliżu zera stopni bez dokonywania jakichkolwiek zmian, co jest prawie równoznaczne ze stałą regulacją nachylenia. Gdy znamionowa prędkość wiatru jest wyższa niż, działa struktura sterowania zmiennym nachyleniem, reguluje kąt natarcia łopat i steruje mocą wyjściową w pobliżu wartości znamionowej. Prędkość początkowa wentylatora o zmiennym skoku jest niższa niż prędkość wentylatora o stałym skoku, a naprężenia udarowe przenoszone podczas wyłączania są stosunkowo mniejsze. Podczas normalnej pracy wykorzystywane jest głównie sterowanie mocą. W zastosowaniach praktycznych moc jest wprost proporcjonalna do sześcianu prędkości wiatru. Mniejsze zmiany prędkości wiatru mogą prowadzić do większych zmian w energii wiatrowej.

Ze względu na to, że wpływ turbiny wiatrowej o zmiennym nachyleniu i regulacji odległości jest znacznie mniejszy niż innych turbin wiatrowych, może to zmniejszyć wykorzystanie materiału i masę całkowitą. Co więcej, gdy prędkość wiatru jest niska, turbiny wiatrowe o zmiennym skoku mogą utrzymać dobry kąt natarcia łopat, zapewniając lepszą wydajność energetyczną niż turbiny wiatrowe z regulacją przeciągnięcia i czyniąc je bardziej odpowiednimi do instalacji na obszarach o niższych średnich prędkościach wiatru.

Kolejną zaletą regulacji o zmiennym nachyleniu jest to, że gdy prędkość wiatru osiągnie określoną wartość, wentylator przeciągnięcia musi zostać zatrzymany, a wentylator o zmiennym nachyleniu może stopniowo zmieniać położenie łopatek w tryb pełnego rozprężenia bez obciążenia, aby uniknąć wyłączenia i zwiększyć wytwarzanie energii przez turbinę wiatrową.

Wadą zmiennej regulacji nachylenia jest jej wrażliwość na reakcję na podmuchy wiatru. Ze względu na stosunkowo małą pulsację mocy spowodowaną drganiami wiatru, wentylator sterujący o zmiennym nachyleniu jest stosunkowo duży, szczególnie w przypadku turbin wiatrowych o stałej prędkości wykorzystujących metodę o zmiennym nachyleniu, sytuacja ta jest bardziej oczywista. Dlatego nie jest wymagane, aby prędkość reakcji układu o zmiennym nachyleniu turbiny wiatrowej na podmuchy była wystarczająco duża, aby ograniczyć to zjawisko.

2. Generator turbiny wiatrowej o zmiennej prędkości i stałej częstotliwości

Generatory wzbudzane prądem przemiennym, podwójnie zasilane, są powszechnie stosowane w turbinach wiatrowych o zmiennej prędkości i stałej częstotliwości, które mają konstrukcję podobną do silnika indukcyjnego z uzwojeniem, ale z pierścieniami ślizgowymi i szczotkami na uzwojeniu wirnika. W ten sposób prędkość obrotowa wirnika jest powiązana z częstotliwością wzbudzenia. Dlatego wewnętrzna zależność elektromagnetyczna generatora podwójnie zasilanego różni się od zależności generatora asynchronicznego i generatora synchronicznego, ale ma pewne cechy zarówno generatorów asynchronicznych, jak i synchronicznych. Turbiny wiatrowe o stałej częstotliwości ze wzbudzeniem AC, podwójnie zasilane, o zmiennej prędkości i stałej częstotliwości, mogą nie tylko osiągać stałą częstotliwość o zmiennej prędkości poprzez kontrolowanie amplitudy, fazy i częstotliwości wzbudzenia AC, ale także realizować sterowanie mocą czynną i bierną oraz odgrywać rolę w kompensacji mocy biernej dla sieci elektroenergetycznej.