Wind Generation | Il funzionamento delle turbine eoliche


L'energia eolica è una forma di energia rinnovabile. Senza dubbio, l'energia eolica è stata utilizzata dagli esseri umani per migliaia di anni prima dell'invenzione di energia elettrica. In precedenza, l'energia eolica è stata utilizzata nel trasporto, macinazione, pompaggio dell'acqua etc. Oggi, l'energia eolica utilizzato per la produzione di energia elettrica. L'utilizzo di energia eolica per la generazione di energia aumenta di giorno in giorno a causa dell'aumento del costo del petrolio, gas e carbone. Anche se queste risorse si stanno rapidamente esaurendo e esauriti nel giro di pochi anni. Uno dei problemi principali con queste risorse energetiche convenzionali è il loro impatto ambientale. D'altro canto, l'energia eolica è abbondante, inesauribile e pulita. Questi vantaggi incoraggiano lo sviluppo e sviluppati a fare affidamento su energia eolica per la produzione di energia elettrica dei paesi.

Cos'è l'energia eolica?

L'energia eolica può essere considerata una forma di energia solare. E 'è causata dal riscaldamento irregolare dell'atmosfera dal sole è l'aria vicino alla superficie della Terra si riscalda e si muove su e aria fresca sostituisce. Movimento del vento è influenzata dalla rotazione della Terra e le sue variazioni geografiche. L'energia cinetica del vento può essere utilizzato nella produzione di energia.




Turbine

Sopra vista del funzionamento

Le turbine eoliche sono ora utilizzati principalmente per la produzione di energia elettrica. Il principio di funzionamento di una turbina eolica è semplificata come segue:

Il vento rapido movimento colpisce le pale della turbina e laminatoio ruota. La turbina è accoppiato all'albero del generatore tramite innesto della marcia. Questi strumenti sono utilizzati per moltiplicare il numero di giri dell'albero per abbinare la velocità nominale del generatore. La velocità nominale del generatore può essere calcolata con la seguente formula:

Ns = 120F/p

Dov'è

P = numero di poli dello statore.

Ns = la velocità del rotore in rpm.

F = frequenza della potenza di uscita.


L'uscita del generatore può essere AC o DC a seconda del tipo di generatore utilizzato. Se il generatore utilizzato è un generatore di corrente alternata (alternatore o generatore ad induzione allora l'uscita del generatore è fornito direttamente a disposizione della rete e la frequenza di uscita del generatore di tensione residua uguale o uscita di corrente generatore viene resettato, immagazzinata in batterie, è invertito e fornito alla rete. Nel caso di generatore CC è l'uscita del generatore è invertita e immessa nella rete.

Output

La velocità del vento generalmente aumenta con l'altezza. Si stima che la velocità del vento 26 mph contiene 1 kW per metro quadrato della sezione. Questo è più di 1,3 cavalli. La potenza di uscita di un mulino dipende dai seguenti fattori:

L'area coperta dalle pale della turbina.

Velocità del vento

La densità di vento dell'aria

La potenza di un mulino a vento può essere dato dalla seguente formula:

Watt di potenza di uscita x P = 2:14 Adv3

Dov'è,

A - L'area coperta dalle pale della turbina.

d - Wind densità dell'aria.

v - velocità del vento.

Parti di un impianto di energia eolica

Parti di un impianto di energia eolica

Un impianto eolico è costituito dalle seguenti parti:

  1. Turbina
  2. Scambio
  3. Generatore
  4. Gondola
  5. Torre

Turbine

Le turbine eoliche sono classificati in base al suo asse di rotazione in due tipi generali: asse orizzontale e l'asse verticale. In una macchina asse orizzontale, le lame ruotano attorno ad un asse parallelo al suolo. In una macchina con un asse verticale, le lame rotanti attorno ad un albero perpendicolare al terreno. Turbine ad asse orizzontale sono più comunemente utilizzati rispetto alle turbine ad asse verticale.

HAWT

turbine eoliche ad asse orizzontale

In un asse orizzontale turbina eolica (HAWT), l'albero del rotore e il generatore sono montati sulla sommità di una torre. La maggior parte delle turbine hanno due o tre lame rotanti attorno ad un asse orizzontale. Turbine ad asse orizzontale è dotata di controllo di imbardata per mantenere la turbina sempre di fronte al vento.

Vantaggi di turbine ad asse orizzontale.

  1. Le turbine eoliche ad asse orizzontale sono in grado di raccogliere la massima quantità di energia eolica, in quanto aumenta la superficie di ingombro della turbina.
  2. Le turbine eoliche ad asse orizzontale in grado di sopportare forti venti
  3. Turbine eoliche ad asse orizzontale può essere controllato in modo più efficace.
  4. Alta efficienza, perché il ventilatore muove perpendicolarmente alla direzione del vento.

VAWT

turbine eoliche ad asse verticale

Turbine ad asse verticale (VAWT) ha una lama rotante su un albero perpendicolare al terreno. Queste turbine sono mounded vicino al suolo. Turbine ad asse verticale non sono influenzati dal cambio di direzione del vento. Ma è meno stabile di turbine eoliche ad asse orizzontale.

  1. Vantaggi di turbine eoliche ad asse verticale
  2. Poiché questo tipo di turbina è posto ad una altezza da terra inferiore, è di facile manutenzione.
  3. Non è richiesto il controllo di imbardata.
  4. L'elettricità può essere generata a basse velocità del vento di 6 mph (10 km/h).
  5. Possono avere una firma rumore più basso.

Parco eolico più grande

Asia

Muppandal Wind Mill Rd Aralvaimozhi, Tamil Nadu 627 105 - Windmill Road, Muppandal Wind Farm, Aralvaimozhi, Tamil Nadu 627105, India [Indicazioni]

Il più grande parco eolico in Asia è parco eolico Muppandal Kanyakumari, India. Ha una capacità complessiva di oltre 1.500 MW.

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2. Modifica

La turbina è accoppiato all'albero del generatore tramite innesto della marcia. Questi strumenti sono utilizzati per moltiplicare il numero di giri dell'albero per abbinare la velocità nominale del generatore.

3. Generator

Generator è un dispositivo utilizzato per convertire l'energia meccanica in energia elettrica. La turbina è accoppiato al generatore tramite un accoppiamento ad ingranaggi. Quando la turbina viene ruotato dal vento l'albero del generatore è ruotato e il generatore di energia elettrica è dovuto elettro induzione magnetica. I generatori utilizzati per produrre elettricità possono essere classificati in tre categorie. Sono:

  1. Generatore di induzione
  2. Magneti permanenti alternatori sincroni
  3. Generatore DC (spazzolato)

1. induzione Generator

Questo è un trifase ordinarie macchina funziona in modalità di generazione di induzione. Quando l'albero di induzione palude girare più velocemente rispetto al suo sincrona valutazione/rapida, agisce come un generatore ad induzione diventa. In turbine eoliche utilizzano generatori ad induzione, la turbina viene inizialmente azionato sulla stessa macchina ad induzione, traendo energia dalla rete. Quando la velocità del vento è sufficiente per guidare l'albero a una velocità superiore alla velocità nominale, la macchina inizia a funzionare nella generazione e fornisce energia in eccesso alla rete. Durante la generazione modalità di funzionamento, la macchina ad induzione richiede potenza reattiva per la magnetizzazione che viene prelevata dalla rete. Quindi una volta che si avvia la produzione di energia, i condensatori possono essere collegati tra i terminali di potenza per fornire potenza reattiva.

2. sincrono a magnete permanente alternatore

Magneti permanenti generatori sincroni sono ampiamente utilizzati nella produzione di energia eolica. Questo tipo di alternatori a magneti permanenti ha nel suo rotore. Hanno alta efficienza (fino al 90%). Quando l'albero alternatore è ruotato a causa dell'induzione elettromagnetica, fem è indotto nello statore della macchina. La produzione di tali macchine alternata in natura, avente la frequenza variabile con la velocità di rotazione dell'albero. Pertanto l'uscita dell'alternatore viene raddrizzata e immagazzinata in batterie o addirittura invertito e immessa nella rete.

3. generatore DC (spazzolato)

Generatori DC spazzolato sono usati solo nelle turbine eoliche di origine. Ha molto bassa efficienza. L'uscita è DC e immagazzinata in batterie.

4. gondola

Gondola copre i componenti chiave come il generatore, cambio, ecc protegge l'ambiente esterno.

5. Torre

L'intera gamma delle turbine, generatore, cambio, dispositivi di controllo sono supportati da torri massicce. Poiché la velocità del vento aumenta con l'altezza, l'altezza della torre sono generalmente più di 30 metri.

Vantaggi e svantaggi di energia eolica

Vantaggi

  1. L'energia eolica è "libero". Così il costo del carburante per la produzione di energia elettrica dal vento è "zero".
  2. Nessun inquinamento ambientale.
  3. Le turbine eoliche hanno bassi costi di esercizio.
  4. L'energia eolica è una forma di energia rinnovabile è inesauribile.

Svantaggi

  1. Molto elevato costo iniziale.
  2. Provoca l'inquinamento acustico.
  3. È difficile prevedere in anticipo la produzione di energia che riduce l'affidabilità.
  4. Copre una vasta area di terreno.

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