Како моћне индустријске ветротурбине раде

Природна реакција атмосфере на неравномерно загревање њених различитих слојева је ветар. Настали падови атмосферског притиска узрокују да ветар дува из области високог притиска у области ниског притиска, и што је већа разлика у притиску, то је ветар јачи — већа је његова брзина. Теоретски се процењује да се до 2% сунчевог зрачења претвара у механичку енергију ветра услед природног кретања ваздуха у атмосфери.

Познато је да топографија одређене области може или појачати ветар или ограничити проток ваздуха. Дакле, у пределима планинских венаца, превоја, у близини речних кањона, услови за постављање ветротурбина су заиста идеални. А ако се сетимо да је снага која се може добити од ветра пропорционална маси ваздуха која пролази кроз турбину и кубу њене брзине, онда је лако разумети изгледе који се брзо отварају у овом правцу.

Ветар је несумњиво један од најперспективнијих обновљивих извора природне енергије.Није узалуд што се у многим земљама из године у годину гради све више ветропаркова, посебно ветропаркова, на приобалним деловима мора, океана и у равницама.

Ударна природа ветра не доприноси стабилном снабдевању електричних мрежа, па акумулација енергије у сврху њеног даљег коришћења постаје важан задатак. Али овај задатак се решава — граде се индустријски и приватни системи за складиштење батерија, предузимају се мере да се обезбеди непрекидно напајање.

И сада можемо са сигурношћу рећи да ће моћни индустријски ветрогенератор (као што је Енерцон Е-126) капацитета 6-8 МВ, интегрисан у систем напајања малог града, моћи да задовољи потребе својих становника. и потребе електрифициране инфраструктуре.

Међутим, хајде да пређемо на ствар и погледамо уређај индустријског ветрогенератора. На крају крајева, сваки ветрогенератор је производ педантне инжењерске мисли, резултат прецизних прорачуна и дугог дизајна за добијање ефикасног и поузданог претварача енергије ветра у електричну енергију, због чега сваки детаљ огромне конструкције никако није случајан. . На пример, осврнућемо се на дизајн ветрогенератора Енерцон Е-126 и погледати његове главне делове.

Торањ

Торањ (7), висок десетинама метара, ослонац је индустријског ветрогенератора. Израђује се у потпуности од армираног бетона узастопним ливењем у оплату или склапа од кратких армиранобетонских прстенова који се постављају узастопно један на други и спајају провлачењем рамских каблова кроз њих.Армирани бетон је довољно јак да издржи тешку турбину и гондолу у висини, као и да издржи оптерећење које настаје услед рада ветротурбине, спречавајући превртање конструкције.

Основа торња почива на армирано-бетонској подлози (8), чија је тежина пропорционална тежини самог торња. На пример, ветротурбина Енерцон Е-126 има укупну тежину од око 6.000 тона. Носач није цилиндричног облика, има облик ближи скраћеном конусу него цилиндру. Проширен у подножју, торањ безбедно држи целу структуру у исправном положају.

Лопатице и ротор

Лопатице (6) и ротор (5) индустријске ветротурбине су израђене од специјалног композитног влакна на бази челика, а лопатице се склапају из засебних сегмената или израђују као монолит, у зависности од обима. По правилу, за причвршћивање лопатица на ротор користе се вијци и главчина. Саме лопатице су причвршћене за главчину, а главчина је причвршћена директно на ротор генератора.

Ротација турбине око торња

За ротирање турбине око торња, а асинхрони мотор (3) спојен зупчаником за прстен на дну гондоле. У зависности од величине ветрогенератора и његове снаге, таква мотора може бити од једног до три.

Агрегат

Ако су раније јединице сличне дизајну стандардним синхроним генераторима коришћене као генератори за ветротурбине, онда се почетком 2000-их појавила таква иновација као прстенасти генератор (1). Овде је ротор турбине повезан са главчином уједно и ротор генератора.

Независни намотаји побуде налазе се на прстенастом ротору, формирајући магнетне полове, односно на статору намотаја статора. Намотај статора је подељен на делове (у случају Енерцон Е-126 — на четири дела), од којих је сваки повезан са посебним исправљачем. Регулатор генератора се налази у машинском простору (2) гондоле.

Инвертер

Након исправљања, једносмерни напон од 400 волти доводи се до инвертора (4) постављеног у подножју торња, где се енергија претвара у наизменичну струју и након трансформације се доводи до далековода.

Прегледали смо кључне компоненте модерне индустријске турбине на ветар на примеру модела Енерцон Е-126, који је први пут постављен у близини немачког града Емдена 2007. Капацитет генератора је тренутно 7,58 МВ, што је довољно за напајање 4.500 вила са струја током целе године.

До данас, Енерцон је изградио више од 13.000 таквих ветротурбина широм света, са њиховим укупним инсталираним капацитетом већ у 2010. години премашивши 2.846 МВ.