سیستم خنک کننده

سیستم خنک کننده

ژنراتور باید در حالی که در حال اجرا است، خنک شود. در بیشتر توربین های بادی، ژنراتور داخل لوله قرار می گیرد و یک فن بزرگ برای خنک سازی هوا استفاده می شود. برخی از تولید کنندگان از خنک کننده آب استفاده می کنند. ژنراتورهای خنک کننده آب کوچکتر و کارآمدتر هستند، اما این روش نیاز به یک غرق گرما در داخل کابین برای از بین بردن گرما تولید شده توسط سیستم خنک کننده مایع است.

شروع و توقف ژنراتور

اگر شما یک ژنراتور توربین بادی بزرگ را به شبکه متصل کرده یا باز کنید، با یک سوئیچ معمولی پرش کنید، به احتمال زیاد به ژنراتور، گیربکس و شبکه مجاور آسیب می رسانید.

طراحی شبکه ژنراتور

توربین های بادی می توانند از ژنراتورهای همزمان یا ناهمزمان استفاده کنند و ژنراتور را به طور مستقیم یا غیر مستقیم به شبکه وصل کنند. اتصال مستقیم شبکه به اتصال مستقیم ژنراتور به شبکه برق متصل است. اتصال غیر مستقیم شبکه به این معنی است که جریان توربین بادی از طریق یک سری تجهیزات الکتریکی که برای مطابقت با شبکه تنظیم شده است، منتقل می شود. با یک ژنراتور ناهمزمان، این روند تنظیم به طور خودکار انجام می شود.

تیغه روتور

پروفیل تیغه روتور (مقطع عرضی)

تیغه روتور توربین بادی مانند بالهای یک وسیله نقلیه است. در حقیقت، طراحان تیغه روتور معمولا بخش مقطعی از قسمت پائین ترین تیغه را طراحی می کنند تا شبیه بال یک هواپیمای ارتدکس باشد. با این حال، مشخصات ضخامت انتهای درونی تیغه معمولا برای توربین های بادی طراحی شده است. انتخاب خطوط برای تیغه های روتور شامل بسیاری از معاملات، مانند عملکرد قابل اعتماد و ویژگی های تاخیر. خطوط تیغه طراحی شده اند تا حتی اگر سطح خاک وجود داشته باشد، کار خوبی هم انجام می شود.

مواد تیغه روتور

بیشتر تیغه های روتور در توربین های بادی بزرگ از پلاستیک تقویت شده فایبر گلاس (GRP) ساخته شده است. استفاده از فیبر کربن یا آرامید به عنوان یک ماده تقویت کننده، گزینه دیگری است، اما چنین تیغه ای برای توربین های بادی بزرگ اقتصادی نیست. کامپوزیت چوب، چوب اپوکسی یا کامپوزیت های چوب اپوکسی هنوز در بازار تیغه روتور ظاهر نشده است، گرچه در این منطقه تکامل یافته است. آلیاژهای فولادی و آلومینیوم دارای مشکلاتی مانند وزن و خستگی فلز هستند و در حال حاضر تنها در توربین های بادی کوچک استفاده می شوند.

گیربکس توربین باد

چرا استفاده از گیربکس؟

انرژی تولید شده توسط چرخش روتور توربین بادی به ژنراتور از طریق شفت اصلی، گیربکس و شفت با سرعت بالا منتقل می شود.

چرا استفاده از گیربکس؟ چرا ما نمی توانیم ژنراتور را مستقیما از طریق اسپیندل رانندگی کنیم؟

اگر ما از یک ژنراتور معمولی استفاده می کنیم و از دو، چهار یا شش الکترود به طور مستقیم به یک شبکه سه فاز AC 50Hz متصل شویم، ما باید از یک توربین بادی با سرعت 1000 تا 3000 دور در دقیقه استفاده کنیم. برای توربین های باد با قطر روتور 43 متر، این به این معنی است که سرعت در انتهای روتور بالاتر از دو برابر سرعت صدا است. یکی دیگر از امکان ایجاد یک ژنراتور با اکثر الکترودها است. اما اگر میخواهید ژنراتور را به طور مستقیم به شبکه متصل کنید، باید از یک ژنراتور الکترود 200 عدد استفاده کنید تا 30 رزولوشن در هر دقیقه دریافت کنید. مشکل دیگر این است که توده راکتور ژنراتور باید متناسب با گشتاور باشد. بنابراین، یک ژنراتور مستقیم هدایت می تواند بسیار سنگین باشد.

گشتاور پایین، سرعت بالاتر

با چرخ دنده، شما می توانید سرعت پایین تر و گشتاور بالاتر بر روی روتور توربین بادی را به سرعت بالاتر و گشتاور پایین تر برای ژنراتور تبدیل کنید. گیربکس ها در توربین های بادی معمولا یک نسبت دنده یکنواخت بین روتور و سرعت ژنراتور دارند. برای دستگاه های 600 و 750 ولت، نسبت دنده تقریبا 1 تا 50 است.

یک جعبه دنده 1.5 مگاواتی برای توربین های بادی نشان داده شده است. این جعبه دنده تا حدودی غیرمعمول است زیرا فلنجها در دو ژنراتور با سرعت بالا نصب می شوند. اتصالات زرد نارنجی که در سمت راست ژنراتور نصب شده است، ترمز دیسکی اضطراری هیدرولیکی است. در پس زمینه شما می توانید قسمت پایینی نایسل را برای توربین بادی 1.5 مگاوات ببینید

دستگاه رانندگی موتور باد

دستگاه چرخش بادی باد برای چرخاندن روتور توربین بادی به جهت باد استفاده می شود.

خطای Yaw

هنگامی که روتور عمود بر جهت باد است، موتور باد دارای یک خط کششی است. خطای یوغ بدان معنی است که فقط یک کسر کوچکی از انرژی در باد می تواند در ناحیه روتور جریان یابد. اگر این فقط اتفاق می افتد، کنترل یوال خواهد بود یک راه عالی برای کنترل ورودی قدرت به روتور توربین بادی. با این وجود، بخشی از روتور که نزدیک به منبع باد است، نیروی بیشتری نسبت به سایر قسمتها دارد. از یک طرف این به این معنی است که روتور تمایل دارد به طور خودکار در برابر باد منحرف شود، همانطور که در مورد توربین های پیشین یا پایین نیز وجود دارد. از سوی دیگر، این بدان معنی است که تیغه به صورت هر چرخشی روتور به سمت جلو و عقب در جهت نیروی خم می شود. توربین بادی با خطای خمشی، بار خستگی بیشتری را نسبت به یک توربین بادی که در جهت عمود بر جهت باد است، مقاومت خواهد کرد.

مکانیزم Yaw

توربین های بادی در تقریبا تمام محورهای افقی نیروی جاذبه دارند. به این معنی که مکانیسم با یک موتور و یک گیربکس برای نگه داشتن توربین بادی در برابر باد، استفاده می شود. این شکل مکانیزم چرخش را در یک توربین بادی 750 کیلو وات نشان می دهد. ما می توانیم نیش زاویه ای را در اطراف لبه بیرونی، و همچنین موتور چرخش داخلی و چرخ چرخش ببینیم. تقریبا تمام تولیدکنندگان تجهیزات پیشرو به منظور جلوگیری از مکانیزم زاویه ای که لازم نیست متوقف می شوند. مکانیزم چرخش توسط کنترل کننده الکترونیکی فعال می شود.

مقابله با کابل

این کابل برای انتقال جریان از توربین بادی به سمت پایین برج استفاده می شود. اما هنگامی که توربین بادی به طور تصادفی در یک جهت برای مدت طولانی انحراف می یابد، کابل بیشتر و بیشتر تحریف می شود. بنابراین توربین بادی با یک شمارنده پیچ خورده کابل مجهز به اپراتور یادآور می شود که کابل باید باز شود. همانند تمام مکانیسم های ایمنی در توربین های باد، سیستم از کار بیفتد. توربین بادی نیز با یک سوئیچ کشویی مجهز است که وقتی کابل بیش از حد پیچ خورده فعال می شود.