nhà máy điện gió

Nhà máy điện gió (HPP) là một tổ hợp các cơ sở và cấu trúc được kết nối với nhau được thiết kế để chuyển đổi năng lượng gió thành các loại năng lượng khác (điện, cơ, nhiệt, v.v.).

Tua bin gió là bộ phận chính của tuabin gió, nó bao gồm một tuabin gió, một hệ thống truyền năng lượng gió đến tải (người sử dụng) và bản thân người sử dụng năng lượng gió (từng thiết bị: máy phát điện, máy bơm nước, lò sưởi, v.v.).

Tua bin gió là một thiết bị để chuyển đổi động năng của gió thành năng lượng cơ học của chuyển động làm việc của tuabin gió. Các chuyển động làm việc mà một tuabin gió tạo ra có thể khác nhau. Trên các tuabin gió hiện có ngày nay, chuyển động quay tròn được sử dụng làm chuyển động làm việc. Đồng thời, nhiều đề xuất đã được biết đến (thậm chí đôi khi được thực hiện) về việc sử dụng các loại chuyển động lao động khác, chẳng hạn như dao động.

Hệ thống cánh tuabin gió (bánh xe gió) có thể có thiết kế khác.Trong các tuabin gió hiện đại, hệ thống cánh quạt được chế tạo dưới dạng các cánh quạt đặc với mặt cắt ngang của cánh (đôi khi thuật ngữ «cánh quạt» hoặc tuabin gió cánh quạt được sử dụng trong trường hợp này).

Các hệ thống lưỡi hoạt động thành công được biết đến trong đó các xi lanh quay được sử dụng thay vì lưỡi (sử dụng hiệu ứng Magnus). Có những đề xuất để tạo ra một hệ thống lưỡi dựa trên các loại lưỡi khác nhau có bề mặt linh hoạt (cánh buồm).

Do đó, lưỡi — Đây là một bộ phận của cánh quạt tạo ra mô-men xoắn. Hệ thống cánh của tuabin gió với chuyển động quay tròn đang hoạt động có thể có trục quay nằm ngang hoặc thẳng đứng.

Khi tính toán và thiết kế một tuabin gió cụ thể, ngoài các điều kiện gió hoạt động, cần tính đến cả đặc tính của tuabin gió, gỗ tếch và toàn bộ tuabin gió. Về vấn đề này, các tuabin gió được phân loại theo các tiêu chí sau:

• loại năng lượng được tạo ra,

• cấp độ sức mạnh,

• cuộc hẹn

• Lĩnh vực ứng dụng,

• dấu hiệu cho hoạt động tốc độ không đổi hoặc thay đổi của tuabin gió,

• phương pháp quản lý,

• loại hệ thống truyền động.

Tùy thuộc vào loại năng lượng được tạo ra, tất cả các nhà máy điện gió được chia thành năng lượng gió và năng lượng gió. Ngược lại, các tuabin gió điện được chia thành các cài đặt nhúng tạo ra dòng điện trực tiếp hoặc xoay chiều. Tua bin gió cơ khí được sử dụng để lái máy chạy.

Tùy thuộc vào mục đích, các tuabin gió điện DC được chia thành nguồn điện do gió đảm bảo, nguồn điện do người sử dụng đảm bảo và nguồn điện không đảm bảo.Tua bin điện gió với dòng điện xoay chiều được chia thành tự trị, lai, hoạt động song song với hệ thống điện có công suất tương đương (ví dụ: với nhà máy diesel), lưới điện, hoạt động song song với hệ thống điện mạnh.

Việc phân loại tuabin gió theo lĩnh vực ứng dụng được xác định theo mục đích của chúng.

Khi tính toán, thiết kế một tuabin gió và chọn các thông số danh định của nó, cần tính đến loại phụ tải (máy phát điện, máy bơm nước, v.v.), loại hệ thống truyền tải điện gió đến người sử dụng, loại điện năng. hệ thống tạo và lưu trữ.

Hệ thống truyền năng lượng gió là một tập hợp các thiết bị khác nhau được xác định để truyền năng lượng từ trục của bánh xe gió đến trục của máy tuabin gió tương ứng (người dùng) có hoặc không tăng tốc độ quay của máy. Trong năng lượng gió hiện đại, phương pháp truyền năng lượng cơ học thường được sử dụng nhất.

Hệ thống phát điện là một máy phát các máy điện và một tập hợp các thiết bị (thiết bị điều khiển, năng lượng điện, ắc quy,…) để kết nối với người dùng với các thông số điện tiêu chuẩn.

Tua bin gió có công suất từ ​​vài oát đến hàng nghìn kilô oát được sản xuất và vận hành. Có bốn nhóm: công suất rất thấp - dưới 5 kW, công suất thấp - từ 5 đến 99 kW, công suất trung bình - từ 100 đến 1000 kW, công suất cao - trên 1 MW. Tua-bin gió của mỗi nhóm khác nhau chủ yếu về thiết kế, loại móng, phương pháp lắp đặt tua-bin gió, hệ thống điều khiển, hệ thống truyền tải năng lượng gió, phương pháp lắp đặt và phương pháp bảo trì.

Đã đạt được sự phân bố chủ yếu của các tuabin gió trục ngang.

Trong bộ lễ phục. Hình 1 cho thấy việc xây dựng trang trại gió và tổng quan về trang trại gió.

Cơm. 1. Thiết kế của nhà máy điện gió: 1 — tua-bin gió (bánh xe gió), 2 — tua-bin gió, 3 — máy phát điện, 4 — hộp số, 5 — bàn xoay, 6 — thiết bị đo lường, 7 — cột tua-bin gió chứa tua-bin gió và một máy phát điện được kết nối trực tiếp với trục tuabin gió hoặc thông qua hộp số.

Một tuabin gió bao gồm một tuabin gió và một máy phát điện được kết nối trực tiếp với trục của tuabin gió hoặc thông qua hộp số.

Một trang trại gió (WPP) bao gồm một số tua-bin gió hoạt động song song và cung cấp điện được tạo ra cho hệ thống điện.

Thiết bị đo đưa ra tín hiệu quay đầu gió khi hướng hoặc cường độ gió thay đổi, đồng thời điều chỉnh góc quay của các cánh quạt tùy theo cường độ gió.

Có tuabin gió 500, 1000, 1500, 2000, 4000 kW. Tua bin gió 500 kW có: cột cao 40-110 m, đầu gió khối lượng 15-30 tấn, tần số quay n = 20-200 vòng / phút, tốc độ của rôto máy phát là 750- 1500 vòng/phút (truyền động bằng bánh răng) hoặc 20-200 vòng/phút (truyền động trực tiếp).

Là máy phát điện trong tuabin gió, người ta thường sử dụng máy phát điện lồng sóc không đồng bộ, khác với máy phát điện đồng bộ ở độ tin cậy cao hơn, thiết kế đơn giản và trọng lượng nhẹ hơn, cần thiết để tăng độ tin cậy của nhà máy điện gió.

Tua bin gió có thể hoạt động độc lập hoặc song song với hệ thống điện.Trong quá trình vận hành tự động, tốc độ quay của tuabin gió HP không được điều chỉnh hoặc duy trì trong phạm vi ± 50%, do đó tần số và điện áp của các cực máy phát không cố định, nghĩa là điện năng được tạo ra có chất lượng kém và người dùng của tuabin gió như vậy thường không có yêu cầu cao về chất lượng (chủ yếu là thiết bị gia nhiệt). Để có được năng lượng chất lượng cao, các bộ ổn định bao gồm bộ chỉnh lưu, biến tần và pin được sử dụng.

Tua bin gió mạnh mẽ hoạt động song song với hệ thống điện (Hình 2). Kết nối song song này đảm bảo tần số, điện áp và tốc độ của tuabin gió không đổi. Công suất mà máy phát điện cung cấp cho lưới điện phụ thuộc vào mô-men xoắn của động cơ và được xác định bởi lực gió.

Có thể phối hợp hoạt động của tuabin gió với lưới điện có kết nối thông qua bộ biến tần trung gian ở tần số quay thay đổi của tuabin gió.

Khi sử dụng máy phát điện không đồng bộ, tua-bin gió cũng có thể hoạt động ở tốc độ thay đổi và máy phát điện cung cấp điện chất lượng cao cho mạng. chính máy phát điện đồng bộ tạo ra nó.

Cơm. 2… Hoạt động song song của nhà máy điện gió với hệ thống cung cấp năng lượng mạnh mẽ: VD — máy gió, R — hộp số, G — máy phát điện, V — bộ chỉnh lưu, I — biến tần, U — bộ điều khiển, ES — hệ thống điện

Đặc điểm của hệ thống nhà máy điện gió (WPP):

1. Chúng được đặt ở những nơi có tiềm năng gió cao.

2.Chúng có công suất của các tổ máy: 1500-2000 kW trở lên đối với căn cứ lục địa và 4000-5000 kW đối với căn cứ trên biển và trên bờ.

3. Sử dụng máy phát điện không đồng bộ rôto lồng sóc và đồng bộ (thường kích từ bằng nam châm vĩnh cửu) có điện áp máy phát thấp (0,50-0,69 kV).

4. Hiệu suất của trạm thấp — 30-40%.

5. Thiếu tải nhiệt.

6. Khả năng cơ động cao, nhưng phụ thuộc hoàn toàn vào điều kiện thời tiết.

7. Dải tốc độ gió hoạt động từ 3.0-3.5 đến 20-25 m/s. Khi tốc độ gió nhỏ hơn 3,0-3,5 m/s và lớn hơn 20-25 m/s thì ngắt tuabin gió khỏi lưới và lắp đặt ở vị trí không làm việc, khi tốc độ gió khôi phục lại thì tuabin gió được kết nối với lưới điện và được tăng tốc bằng máy phát điện hoạt động ở chế độ động cơ.

8. Không được lựa chọn công suất điện ở điện áp máy phát (trừ nhu cầu bản thân).

9. Truyền tải điện năng đến các hộ tiêu thụ ở cấp điện áp 10, 35, 110, kV.

Năng lượng gió hiện đại ở nhiều quốc gia trên thế giới là một phần của hệ thống năng lượng và ở một số quốc gia, nó là một trong những thành phần chính của năng lượng thay thế dựa trên các nguồn năng lượng tái tạo. Đọc thêm về nó ở đây: Tình hình phát triển năng lượng gió trên thế giới