De term variabele snelheid geeft aan dat deze windturbines zo zijn ontworpen dat ze bestand zijn tegen verschillende windsnelheden en daarbij nauwkeurig blijven presteren. Windturbines met variabele snelheid behouden optimale aerodynamische prestaties doordat de generator-/rotorsnelheid evenredig varieert met de windsnelheid. Dit betekent dat de turbine zijn snelheid kan aanpassen tussen de inschakelsnelheid en de nominale snelheid, terwijl de TSR (Tip Speed Ratio) constant blijft.
Dit vermogen om zich aan te passen aan veranderende windomstandigheden helpt de efficiëntie van de werking van de turbine te maximaliseren. Om een constante generator-/rotorsnelheid boven de nominale snelheid te behouden, is het cruciaal om het koppel actief te regelen.
In windturbines met variabele snelheid worden verschillende typen generatoren gebruikt, afhankelijk van diverse factoren. Een daarvan is de dubbelgevoede inductiegenerator (DFIG) . De inductiegenerator met gewikkelde rotor is een ander type dat een variabele snelheid mogelijk maakt met behoud van een constant uitgangsvermogen.
Kenmerken van windturbines met variabele snelheid
Enkele belangrijke kenmerken van turbines met variabele snelheid zijn:
- Het implementeren van systemen met variabele snelheid kan aanzienlijk het energie-absorberende potentieel verbeteren tijdens deellastbedrijf.
- Dit systeem kan gebruik maken van een synchrone generator of een inductiegenerator.
- Het kan functioneren zonder versnellingen, wat resulteert in lagere kosten.
- Bij een windturbine met variabele snelheid kan de snelheid van de generator of rotor variëren in verhouding tot de windsnelheid.
Zie ook : 2 soorten verticale-as-windturbines
Verschillen tussen windturbines met variabele snelheid en windturbines met vaste snelheid
In tegenstelling tot een variabele snelheidsturbine, handhaaft een vaste turbine een consistente rotatiesnelheid van de generator of rotor, ongeacht de windsnelheid. De tipsnelheidsverhouding verandert met de windsnelheid en de rotoraerodynamica is alleen optimaal bij een specifieke windsnelheid. Het generatorkoppel wordt alleen bepaald door de inductiegenerator.
- Windturbines met een vaste snelheid bereiken alleen hun maximale efficiëntie bij een specifieke windsnelheid, terwijl Windturbines met variabele snelheid bereiken maximale efficiëntie over een breder scala aan windsnelheden.
- Windturbines met variabele snelheid hebben controle over het reactieve vermogen, terwijl windturbines met vaste snelheid geen enkele controle hebben.
- Harmonischen worden gegenereerd door elektronische omvormers in turbines met een variabel toerental, maar niet in turbines met een vast toerental.
- Turbines met een vaste snelheid hebben een spanningsniveauregeling, waardoor spanningsdips worden geëlimineerd. In vaste exemplaren in directe modus worden hoge inschakelstromen geproduceerd, wat een spanningsval veroorzaakt.
- Turbines met variabele snelheid hebben een betere spanningsstabiliteit, maar turbines met een vaste snelheid hebben last van spanningsschommelingen en flikkeringen als gevolg van veranderingen in de wind.
- Beperkte transiënte niveaus in variabele turbines terwijl vaste turbines te maken krijgen met transiënten tijdens het starten en stoppen vanwege shuntcondensatoren.
- Turbines met variabele snelheid hebben verbeterde frequentievariaties. Door plotselinge windval of -stijging in autonoom netwerk, ervaren vaste turbines variaties.
Aanbevolen: Wat is een verticale-as windturbine (VAWT)?
