jäähdytysjärjestelmä
Generaattoria on jäähdytettävä sen ollessa käynnissä. Useimmissa tuulivoimaloissa generaattori sijoitetaan putken sisään ja ilmaa jäähdytetään suurella tuulettimella; jotkut valmistajat käyttävät vesijäähdytystä. Vesijäähdytteiset generaattorit ovat pienempiä ja tehokkaampia, mutta tämä lähestymistapa edellyttää, että ohjaamossa oleva jäähdytyselementti poistaa nestejäähdytysjärjestelmän tuottaman lämmön.
Käynnistä ja pysäytä generaattori
Jos liität tai irrotat suuren tuuliturbiinigeneraattorin verkkoon kääntämällä tavallisen kytkimen, olet todennäköisesti vahingoittanut generaattoria, vaihteistoa ja vierekkäistä ruudukkoa.
Generaattoriverkon suunnittelu
Tuulivoimalat voivat käyttää synkronisia tai asynkronisia generaattoreita ja liittää generaattorin suoraan tai epäsuorasti verkkoon. Suora verkkoyhteys tarkoittaa generaattorin suoraa kytkentää verkkovirtaan. Epäsuora verkkoyhteys tarkoittaa sitä, että tuulivoimalan virta kulkee sähkölaitteiden sarjan kautta, joka on säädetty vastaamaan ruudukkoa. Asynkronisella generaattorilla tämä säätöprosessi suoritetaan automaattisesti.
Roottorin terä
Roottorin teräprofiili (poikkileikkaus)
Tuuliturbiinien roottorin siivet näyttävät aluksen siivet. Itse asiassa roottorin terän suunnittelijat suunnittelevat tyypillisesti terän kaikkein distaalisen osan poikkileikkauksen, joka muistuttaa ortodoksisen lentokoneen siipiä. Terän sisäpään paksu profiili on kuitenkin yleensä suunniteltu erityisesti tuuliturbiineille. Roottorin siipien ääriviivojen valitseminen sisältää monia kompromisseja, kuten luotettavia käyttö- ja viiveominaisuuksia. Terän ääriviiva on suunniteltu toimimaan hyvin myös silloin, kun pinnalla on likaa.
Roottorin terämateriaali
Useimmat suurten tuulivoimaloiden roottorilavat on valmistettu lasikuituvahvisteisesta muovista (GRP). Hiilikuidun tai aramidin käyttö lujitemateriaalina on toinen vaihtoehto, mutta tällaiset terät eivät ole edullisia suurille tuulivoimaloille. Puu-, epoksipuu- tai epoksipuu- kuitukomposiitit eivät ole vielä ilmestyneet roottorin terämarkkinoille, vaikka ne ovat kehittyneet tällä alueella. Teräksellä ja alumiiniseoksilla on ongelmia, kuten paino ja metallin väsymys, ja niitä käytetään tällä hetkellä vain pienissä tuulivoimaloissa.
Tuuliturbiinivaihteisto
Miksi käyttää vaihteistoa?
Tuuliturbiinin roottorin pyörimisen tuottama energia lähetetään generaattorille pääakselin, vaihteiston ja suurnopeusakselin kautta.
Miksi käyttää vaihteistoa? Miksi emme voi ajaa generaattoria suoraan karan läpi?
Jos käytämme normaalia generaattoria ja käytämme kahta, neljä tai kuutta elektrodia, jotka on kytketty suoraan 50 Hz: n kolmivaiheiseen verkkoon, meidän on käytettävä tuulivoimalaa, jonka nopeus on 1000 - 3000 rpm. Tuulivoimaloissa, joiden roottorin halkaisija on 43 m, tämä tarkoittaa, että roottorin päässä oleva nopeus on suurempi kuin kaksinkertainen äänen nopeus. Toinen mahdollisuus on rakentaa generaattori, jossa on monia elektrodeja. Mutta jos haluat liittää generaattorin suoraan verkkoon, sinun on käytettävä 200-elektrodigeneraattoria saadaksesi 30 kierrosta minuutissa. Toinen ongelma on, että generaattorin roottorin massan täytyy olla verrannollinen vääntömomenttiin. Siksi suoraan ohjattu generaattori voi olla hyvin raskas.
Alempi vääntömomentti, suurempi nopeus
Vaihteistolla voit muuntaa tuuliturbiinin roottorin pienemmän nopeuden ja suuremman vääntömomentin suuremmalle nopeudelle ja pienemmälle momentille generaattorille. Tuulivoimaloiden vaihdelaatikoilla on tyypillisesti yksi vaihteisto-suhde roottorin ja generaattorin nopeuden välillä. 600 kW: n tai 750 kW: n koneessa vaihteen suhde on noin 1 - 50.
Näyttöön tulee 1,5 MW: n vaihteisto tuulivoimaloille. Tämä vaihteisto on hieman epätavallinen, koska laipat on asennettu kahdelle generaattorille suurella nopeudella. Generaattorin oikealle puolelle asennettu oranssi-keltainen liitin on hydraulisesti ohjattu hätälevyjarru. Taustalla näet 1,5 MW: n tuulivoimalan nacellan alaosan
Tuulimoottorin kääntölaite
Tuulimoottorin kääntölaitetta käytetään tuuliturbiinin roottorin pyörittämiseen tuulen suuntaan.
Yaw-virhe
Kun roottori ei ole kohtisuorassa tuulen suuntaan nähden, tuulimoottorissa on kiertovirhe. Kääntymisvirhe tarkoittaa, että vain pieni osa tuulen energiasta voi virrata roottorin alueella. Jos näin tapahtuu, kääntöohjaus on erinomainen tapa ohjata tuuliturbiinin roottorin tehoa. Roottorin osa, joka on lähellä tuulilähdettä, joutuu kuitenkin voimakkaammin kuin muut osat. Toisaalta tämä tarkoittaa sitä, että roottori pyrkii taipumaan automaattisesti tuuleen nähden, kuten tuulen tai alasuuntaisten turbiinien tapauksessa. Toisaalta tämä tarkoittaa sitä, että terä taipuu edestakaisin voiman suuntaan, kun roottoria kierretään. Kääntymisvirheinen tuuliturbiini kestää suurempaa väsymiskuormaa kuin tuulivoimala, joka kallistuu kohtisuoraan tuulen suuntaan nähden.
Kääntömekanismi
Tuulivoimalat lähes kaikilla vaakasuorilla akseleilla voimistuvat. Toisin sanoen mekanismia, jossa on moottori ja vaihteisto, käytetään pitämään tuuliturbiini tuulessa. Tämä kuva esittää 750 kW: n tuuliturbiinin kääntömekanismin. Voimme nähdä kallistuskulman ulkoreunan ympärillä sekä sisäisen kääntömoottorin ja kääntöpyörän. Lähes kaikki tuulenvaimentimien valmistajat haluavat pysäyttää kääntömekanismin, kun sitä ei tarvita. Kääntömekanismi aktivoidaan elektronisella säätimellä.
Kaapelin kiertolaskuri
Kaapelia käytetään virran kuljettamiseen tuuliturbiinista tornin alapuolelle. Mutta kun tuulivoimala siirtyy vahingossa yhteen suuntaan liian kauan, kaapeli muuttuu yhä vääristyneemmäksi. Tuuliturbiini on siis varustettu kaapelin kiertolaskurilla, joka muistuttaa käyttäjää siitä, että kaapeli on irrotettava. Samoin kuin kaikki tuuliturbiinien turvallisuusmekanismit, järjestelmä on tarpeeton. Tuuliturbiinissa on myös vetokytkin, joka aktivoituu, kun kaapeli on kierretty liikaa.
