Termin „zmienna prędkość” oznacza, że te turbiny wiatrowe są skonstruowane tak, aby wytrzymać i działać dokładnie przy różnych prędkościach wiatru. Turbiny wiatrowe o zmiennej prędkości utrzymać optymalną wydajność aerodynamiczną pozwalając, aby prędkość generatora/wirnika zmieniała się proporcjonalnie do prędkości wiatru. Oznacza to, że turbina może regulować swoją prędkość pomiędzy prędkością włączenia a prędkością znamionową, utrzymując stały TSR (współczynnik prędkości końcówki).
Ta zdolność do adaptacji do zmieniających się warunków wietrznych pomaga zmaksymalizować wydajność pracy turbiny. Aby utrzymać stałą prędkość generatora/wirnika powyżej prędkości znamionowej, kluczowe jest aktywne kontrolowanie momentu obrotowego.
W turbinach wiatrowych o zmiennej prędkości stosuje się różne typy generatorów ze względu na różne czynniki. Jednym z nich jest generator indukcyjny dwustronnie zasilany (DFIG)Innym typem generatora jest generator indukcyjny z wirnikiem uzwojonym, który pozwala na zmianę prędkości przy zachowaniu stałej mocy wyjściowej.
Cechy turbin wiatrowych o zmiennej prędkości
Oto niektóre z kluczowych cech turbin o zmiennej prędkości:
- Wdrożenie systemów o zmiennej prędkości może znacząco zwiększyć potencjał pochłaniania energii podczas operacji przy częściowym obciążeniu.
- System ten może wykorzystywać generator synchroniczny lub generator indukcyjny.
- Może funkcja bez przekładni, co skutkuje obniżeniem kosztów.
- W przypadku turbiny wiatrowej o zmiennej prędkości, prędkość generatora lub wirnika może zmieniać się proporcjonalnie do prędkości wiatru.
Zobacz także: 2 rodzaje turbin wiatrowych o pionowej osi obrotu
Różnice między turbinami wiatrowymi o zmiennej i stałej prędkości
W przeciwieństwie do turbiny o zmiennej prędkości, turbina stała utrzymuje stałą prędkość obrotową generatora lub wirnika, niezależnie od prędkości wiatru. Współczynnik prędkości końcówki zmienia się wraz z prędkością wiatru, a aerodynamika wirnika jest optymalna tylko przy określonej prędkości wiatru. Moment obrotowy generatora jest określany tylko przez generator indukcyjny.
- Turbiny wiatrowe o stałej prędkości osiągają maksymalną wydajność tylko przy określonej prędkości wiatru, podczas gdy turbiny wiatrowe o zmiennej prędkości osiągają maksymalną wydajność w szerszym zakresie prędkości wiatru.
- Turbiny wiatrowe o zmiennej prędkości pozwalają na kontrolę mocy biernej, natomiast turbiny o stałej prędkości nie mają żadnej kontroli.
- Harmoniczne są generowane przez przetwornice elektroniczne w turbinach o zmiennej prędkości, nie powstają natomiast w turbinach o stałej prędkości.
- Turbiny o stałej prędkości mają kontrolę poziomu napięciaeliminując w ten sposób spadki napięcia. W przypadku stałych w trybie bezpośrednim wytwarzane są wysokie prądy udarowe, powodujące spadek napięcia.
- Turbiny o zmiennej prędkości charakteryzują się lepszą stabilnością napięcia, natomiast turbiny o stałej prędkości są narażone na wahania napięcia i migotanie spowodowane zmianami wiatru.
- Ograniczone poziomy przejściowe w turbinach o zmiennej mocy natomiast turbiny stacjonarne są narażone na przepięcia podczas rozruchu i zatrzymywania spowodowane kondensatorami bocznikowymi.
- Turbiny o zmiennej prędkości mają ulepszone wahania częstotliwości. Ze względu na nagły spadek lub wzrost wiatru w autonomicznej sieci, turbiny o stałej prędkości doświadczają wahań.
Polecamy: Czym jest turbina wiatrowa o pionowej osi obrotu (VAWT)?
