Un sistema di conversione dell'energia eolica (WECS) è un apparato che utilizza l'energia cinetica del vento e la converte in energia meccanica o elettrica. Sono state condotte numerose ricerche per sviluppare un approccio ecocompatibile in grado di soddisfare il fabbisogno energetico nazionale, utilizzando in modo sostenibile le risorse disponibili.
Classificazione dei WECS
La classificazione dei sistemi di conversione dell'energia eolica (WECS) si basa sull'asse di rotazione delle pale del rotore della turbina. Di seguito sono menzionate le quattro principali classificazioni di WECS:
1. Asse di rotazione: In base al tipo di asse di rotazione, questi vengono ulteriormente classificati come:
- Turbina eolica ad asse orizzontale: È comunemente usato. Le pale del rotore sono montate perpendicolarmente su un albero orizzontale al terreno.
- Turbina eolica ad asse verticale: Non è molto utilizzato e sull'albero verticale sono montate le pale del rotore a terra.
2. Turbina : In base alla potenza elettrica erogata, le turbine possono essere ulteriormente classificate come:
- Turbine a bassa potenza: La potenza massima è di 30 kW.
- Turbine di media potenza: La potenza varia da 30 a 300 kW
- Turbine ad alta potenza: Viene prodotta una quantità considerevole di energia,
3. Controllo della potenza: È importante controllare il livello di energia eolica per mantenere una potenza in uscita costante. Ciò si ottiene nei seguenti modi:
- Controllo della potenza attiva: Utilizzando un meccanismo di controllo del passo, si può manipolare l'angolazione delle pale del rotore e regolare la quantità di vento.
- Controllo della potenza reattiva: La gestione e la regolazione dell'elettricità avviene tramite il generatore.
4. Criteri di controllo della velocità di rotazione: La velocità delle pale della turbina dipende dalla velocità del vento. I metodi di controllo della velocità del vento sono descritti di seguito:
- WECS a velocità fissa: Governatore è un dispositivo utilizzato per controllare la velocità della turbina.
- WECS a velocità variabile: Per controllare la velocità della turbina viene utilizzato un dispositivo inverter.
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Componenti di WECS
I componenti principali di un sistema di conversione dell'energia eolica (WECS) includono:
Componenti meccanici:
- Rotore: cattura il vento e lo fa ruotare, convertendolo in energia meccanica.
- Albero principale: è realizzato in acciaio ed è collegato al rotore.
- Riduttore: aiuta ad aumentare la velocità del rotore.
- Freni meccanici: arrestano il rotore.
- Navicella: è composta da tutti i componenti elettrici e meccanici.
- Azionamenti di beccheggio e imbardata: utili per regolare gli angoli delle pale.
- Strumenti di misurazione del vento: strumento di misurazione della velocità e della direzione del vento.
Componenti elettrici:
- Generatore: converte l'energia meccanica in energia elettrica.
- Convertitore di potenza: aiuta a convertire la corrente da CC a CA.
- Trasformatore elevatore: aumenta la tensione elettrica.
- Punti di raccolta dei parchi eolici o punti di accoppiamento comune: l'elettricità prodotta viene raccolta qui.
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Come funziona il sistema di conversione dell'energia eolica (WECS)?
- Sfruttando l'energia eolica naturale per far ruotare la pala del rotore grazie alla forza del vento e per far girare l'albero collegato alla pala, ulteriormente fissato a un riduttore, si aumenta la velocità di rotazione della pala del rotore.
- Utilizzando il convertitore di potenza, l'elettricità generata viene trasformata da CC a CA e il trasformatore elevatore viene utilizzato per aumentare la tensione.
- Infine, presso il punto di raccolta del parco eolico, l'elettricità generata dalla turbina eolica viene raccolta e fornita ai consumatori di vari campi.
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