Tua bin gió công nghiệp hoạt động mạnh mẽ như thế nào

Phản ứng tự nhiên của khí quyển đối với sự nóng lên không đồng đều của các lớp khác nhau của nó là gió. Kết quả là áp suất khí quyển giảm xuống khiến gió thổi từ vùng có áp suất cao đến vùng có áp suất thấp, và chênh lệch áp suất càng lớn thì gió càng mạnh—tốc độ của nó càng cao. Về mặt lý thuyết, ước tính có tới 2% bức xạ mặt trời được chuyển thành năng lượng gió cơ học do sự chuyển động tự nhiên của không khí trong khí quyển.

Được biết, địa hình của một khu vực nhất định có thể khuếch đại gió hoặc hạn chế luồng không khí. Vì vậy, ở những khu vực dãy núi, đèo, gần hẻm vực sông ngòi, điều kiện lắp đặt tua-bin gió thực sự lý tưởng. Và nếu chúng ta nhớ rằng năng lượng có thể thu được từ gió tỷ lệ thuận với khối lượng không khí đi qua tuabin và lập phương tốc độ của nó, thì thật dễ hiểu những triển vọng đang nhanh chóng mở ra theo hướng này.

Gió chắc chắn là một trong những nguồn năng lượng tái tạo hứa hẹn nhất.Không phải vô cớ mà ở nhiều quốc gia, năm này qua năm khác, ngày càng có nhiều trang trại gió được xây dựng, đặc biệt là các trang trại gió ở các vùng ven biển, đại dương và đồng bằng.

Bản chất mạnh mẽ của gió không góp phần cung cấp ổn định cho mạng điện, do đó, việc tích lũy năng lượng cho mục đích sử dụng tiếp theo trở thành một nhiệm vụ quan trọng. Nhưng nhiệm vụ này đang được giải quyết — các hệ thống lưu trữ pin công nghiệp và tư nhân đang được xây dựng, các biện pháp đang được thực hiện để đảm bảo cung cấp điện liên tục.

Và bây giờ chúng ta có thể tự tin nói rằng một máy phát điện gió công nghiệp mạnh mẽ (chẳng hạn như Enercon E-126) với công suất 6-8 MW, được tích hợp vào hệ thống cung cấp điện của một thành phố nhỏ, sẽ có thể đáp ứng nhu cầu của người dân. và nhu cầu của cơ sở hạ tầng điện khí hóa.

Tuy nhiên, hãy đi thẳng vào vấn đề và xem xét thiết bị của máy phát điện gió công nghiệp. Xét cho cùng, mỗi máy phát điện gió là sản phẩm của sự suy nghĩ kỹ thuật tỉ mỉ, là kết quả của những tính toán chính xác và thiết kế lâu dài để có được một bộ chuyển đổi năng lượng gió thành năng lượng điện hiệu quả và đáng tin cậy, đó là lý do tại sao mọi chi tiết của một cấu trúc khổng lồ hoàn toàn không phải là ngẫu nhiên . Ví dụ, chúng ta sẽ đề cập đến thiết kế của máy phát điện gió Enercon E-126 và xem xét các bộ phận chính của nó.

Tòa tháp

Tháp (7) cao hàng chục mét là giá đỡ của một máy phát điện gió công nghiệp. Nó được làm hoàn toàn bằng bê tông cốt thép bằng cách đúc tuần tự trong ván khuôn hoặc lắp ráp từ các vòng bê tông cốt thép ngắn được gắn liên tục lên nhau và được nối với nhau bằng cách kéo các dây cáp khung qua chúng.Bê tông cốt thép đủ chắc chắn để giữ một tuabin nặng và vỏ bọc ở trên cao, cũng như chịu được tải trọng do hoạt động của tuabin gió, ngăn không cho cấu trúc bị lật.

Chân tháp tựa trên một bệ bê tông cốt thép (8), trọng lượng của bệ tỷ lệ thuận với trọng lượng của bản thân tháp. Ví dụ, tuabin gió Enercon E-126 có tổng trọng lượng khoảng 6.000 tấn. Giá đỡ không có hình trụ, có hình dạng gần với hình nón cụt hơn là hình trụ. Được mở rộng ở chân đế, tòa tháp giữ chắc chắn toàn bộ cấu trúc ở đúng vị trí.

Lưỡi dao và cánh quạt

Các cánh quạt (6) và rôto (5) của tuabin gió công nghiệp được làm bằng sợi tổng hợp đặc biệt dựa trên thép. Các cánh quạt được lắp ráp từ các đoạn riêng biệt hoặc được làm nguyên khối, tùy thuộc vào phạm vi của chúng. Theo quy định, bu lông và trục được sử dụng để gắn các cánh vào rôto. Bản thân các cánh quạt được gắn vào trục và trục được gắn trực tiếp vào rôto máy phát điện.

Chuyển động quay của tuabin quanh tháp

Để quay tuabin quanh tháp, một động cơ không đồng bộ (3) được kết nối bằng một bánh răng với vòng ở đáy vỏ bọc. Tùy thuộc vào kích thước của máy phát điện gió và công suất của nó, có thể có từ một đến ba động cơ như vậy.

Máy phát điện

Nếu các tổ máy trước đó có thiết kế tương tự như máy phát điện đồng bộ tiêu chuẩn được sử dụng làm máy phát điện cho tuabin gió, thì vào đầu những năm 2000, một cải tiến như máy phát điện vòng (1) đã xuất hiện. Ở đây rôto tuabin nối với moayơ cũng chính là rôto máy phát điện.

Các cuộn dây kích thích độc lập được đặt trên rôto vòng, tạo thành các cực từ, và tương ứng trên cuộn dây stato của cuộn dây stato. Cuộn dây stato được chia thành các phần (trong trường hợp của Enercon E -126 — thành bốn phần), mỗi phần được kết nối với một bộ chỉnh lưu riêng. Bộ điều khiển máy phát điện được đặt trong buồng máy (2) của vỏ bọc.

biến tần

Sau khi chỉnh lưu, điện áp trực tiếp 400 vôn được cung cấp cho biến tần (4) được lắp đặt ở chân tháp, nơi năng lượng được chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều và sau khi biến đổi được cung cấp cho đường dây điện.

Chúng tôi đã xem xét các thành phần chính của tuabin gió công nghiệp hiện đại bằng cách sử dụng ví dụ về mô hình Enercon E-126, được lắp đặt lần đầu tiên gần thành phố Emden của Đức vào năm 2007. Công suất của máy phát điện hiện là 7,58 MW, đủ cung cấp điện cho 4.500 biệt thự với điện quanh năm.

Cho đến nay, Enercon đã xây dựng hơn 13.000 tuabin gió như vậy trên toàn thế giới, với tổng công suất lắp đặt của chúng vào năm 2010 đã vượt quá 2.846 MW.