System konwersji energii wiatru (WECS) to urządzenie, które wykorzystuje energię kinetyczną wiatru i przekształca ją w energię mechaniczną lub elektryczną. Przeprowadzono wiele badań w celu opracowania przyjaznego dla środowiska rozwiązania, które pozwoliłoby zaspokoić krajowe zapotrzebowanie na energię, jednocześnie w sposób zrównoważony wykorzystując dostępne zasoby.
Klasyfikacja WECS
Klasyfikacja systemów konwersji energii wiatru (WECS) opiera się na osi obrotu łopatek wirnika turbiny. Poniżej wymieniono cztery główne klasyfikacje WECS:
1. Oś obrotu: Ze względu na rodzaj osi obrotu, osie te klasyfikuje się dalej jako:
- Turbina wiatrowa o osi poziomej: Jest powszechnie stosowany. Łopatki wirnika są zamontowane prostopadle na poziomym wale do ziemi.
- Turbina wiatrowa o pionowej osi obrotu: Rozwiązanie to nie jest zbyt powszechnie stosowane. Na pionowym wale łopaty wirnika są zamontowane do podłoża.
2. Turbina : W zależności od mocy wyjściowej turbiny można dalej klasyfikować na:
- Turbiny małej mocy: Maksymalna moc wyjściowa wynosi 30 kW.
- Turbiny średniej mocy: Zakres mocy wyjściowej od 30 do 300 kW
- Turbiny dużej mocy: Wytwarzana jest znaczna ilość energii,
3. Kontrola mocy: Ważne jest kontrolowanie poziomu energii wiatru w celu zapewnienia stałej mocy wyjściowej. Osiąga się to w następujący sposób:
- Kontrola mocy czynnej: Mechanizm sterowania kątem nachylenia łopat wirnika umożliwia zmianę kąta nachylenia łopat i regulację siły wiatru.
- Sterowanie mocą bierną: Zarządzaniem i regulacją energii elektrycznej zajmuje się generator.
4. Kryteria kontroli prędkości obrotowej: Prędkość obrotowa łopat turbiny zależy od prędkości wiatru. Poniżej przedstawiono metody kontroli prędkości wiatru:
- WECS o stałej prędkości: Gubernator jest urządzeniem służącym do kontrolowania prędkości obrotowej turbiny.
- WECS o zmiennej prędkości: Urządzenie inwerterowe służy do sterowania prędkością obrotową turbiny.
Zobacz także: Czym jest turbina wirowa?
Składniki WECS
Główne elementy systemu konwersji energii wiatrowej (WECS) obejmują:
Elementy mechaniczne:
- Wirnik: Przechwytuje wiatr i obraca się, powodując zamianę energii na mechaniczną.
- Wał główny: Wykonany jest ze stali i połączony z wirnikiem.
- Przekładnia: Pomaga zwiększyć prędkość wirnika.
- Hamulce mechaniczne: Zatrzymują wirnik.
- Gondola: Składa się ze wszystkich podzespołów elektrycznych i mechanicznych.
- Napędy pochylenia i odchylenia: przydatne przy regulacji kątów łopat.
- Sprzęt do pomiaru wiatru: Urządzenie do pomiaru prędkości i kierunku wiatru.
Komponenty elektryczne:
- Generator: Zamienia energię mechaniczną na energię elektryczną.
- Przetwornica napięcia: Pomaga w zamianie prądu stałego na prąd przemienny.
- Transformator podwyższający napięcie: zwiększa napięcie elektryczne.
- Punkty Zbiorcze Farm Wiatrowych lub Punkty Wspólnego Przyłączenia: Wytworzona energia elektryczna jest tutaj gromadzona.
Koniecznie przeczytaj: Czym jest turbina wodna?
Jak działa system konwersji energii wiatru (WECS)?
- Wykorzystanie naturalnej energii wiatru do obracania łopaty wirnika za pomocą siły wiatru i obracania wału połączonego z łopatą, który jest dalej przymocowany do przekładni, pomaga w zwiększeniu prędkości obrotowej łopaty wirnika.
- Za pomocą przetwornika napięcia wytworzona energia elektryczna jest przekształcana z prądu stałego na prąd przemienny, a transformator podwyższający napięcie służy do podwyższenia napięcia.
- Następnie w punkcie zbiorczym farmy wiatrowej odbierana jest energia elektryczna wytworzona przez turbinę wiatrową, która jest następnie dostarczana do odbiorców z różnych pól.
Polecane: Czym jest elektrownia wiatrowa?
