Il termine velocità variabile indica che queste turbine eoliche sono strutturate per resistere e funzionare in modo accurato a diverse velocità del vento. Turbine eoliche a velocità variabile mantenere prestazioni aerodinamiche ottimali consentendo alla velocità del generatore/rotore di variare proporzionalmente alla velocità del vento. Ciò significa che la turbina può regolare la sua velocità tra la velocità di inserimento e quella nominale mantenendo un TSR (Tip Speed Ratio) costante.
Questa capacità di adattarsi alle mutevoli condizioni del vento aiuta a massimizzare l'efficienza del funzionamento della turbina. Per mantenere una velocità costante del generatore/rotore al di sopra della velocità nominale, è fondamentale controllare attivamente la coppia.
Diversi tipi di generatori vengono utilizzati nelle turbine eoliche a velocità variabile a causa di vari fattori. Uno di questi è il generatore di induzione a doppia alimentazione (DFIG)Il generatore a induzione con rotore avvolto è un altro tipo che consente una velocità variabile mantenendo una potenza di uscita fissa.
Caratteristiche delle turbine eoliche a velocità variabile
Alcune caratteristiche principali delle turbine a velocità variabile sono:
- L'implementazione di sistemi a velocità variabile può migliorare significativamente migliorare il potenziale di assorbimento dell'energia durante le operazioni a carico parziale.
- Questo sistema può utilizzare un generatore sincrono o un generatore a induzione.
- Può funzione senza ingranaggi, con conseguente riduzione dei costi.
- Con una turbina eolica a velocità variabile, la velocità del generatore o del rotore può variare in proporzione alla velocità del vento.
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Differenze tra turbine eoliche a velocità variabile e a velocità fissa
A differenza di una turbina a velocità variabile, una turbina fissa mantiene una velocità di rotazione costante del generatore o del rotore, indipendentemente dalla velocità del vento. Il rapporto di velocità di punta cambia con la velocità del vento e l'aerodinamica del rotore è ottimale solo a una velocità del vento specifica. La coppia del generatore è determinata solo dal generatore a induzione.
- Le turbine eoliche a velocità fissa raggiungono la massima efficienza solo a una velocità del vento specifica, mentre le turbine eoliche a velocità variabile raggiungono la massima efficienza su un intervallo più ampio di velocità del vento.
- Le turbine eoliche a velocità variabile hanno il controllo sulla potenza reattiva, mentre quelle a velocità fissa non hanno alcun controllo.
- Nelle turbine a velocità variabile le armoniche vengono generate dai convertitori elettronici, mentre nelle turbine a velocità fissa non ne viene generata alcuna.
- Le turbine a velocità fissa hanno il controllo del livello di tensione, eliminando così i cali di tensione. In quelli fissi in modalità diretta, vengono prodotte elevate correnti di spunto, causando un calo di tensione.
- Le turbine variabili hanno migliorato la stabilità della tensione, mentre quelle a velocità fissa sono soggette a variazioni di tensione e sfarfallio dovute alle variazioni del vento.
- Livelli transitori limitati nelle turbine variabili mentre le turbine fisse sono soggette a transitori durante l'avvio e l'arresto a causa dei condensatori di shunt.
- Le turbine a velocità variabile hanno migliorato le variazioni di frequenza. A causa di improvvisi cali o aumenti del vento nella rete autonoma, le turbine fisse subiscono variazioni.
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