Loji kuasa angin

Loji kuasa angin (HPP) ialah kompleks kemudahan dan struktur yang saling berkaitan yang direka untuk menukar tenaga angin kepada jenis tenaga lain (elektrik, mekanikal, haba, dll.).

Turbin angin sebagai bahagian utama turbin angin, ia terdiri daripada turbin angin, sistem penghantaran tenaga angin kepada beban (pengguna) dan pengguna tenaga angin itu sendiri (setiap peranti: penjana mesin elektrik, pam air, pemanas, dan lain-lain).

Turbin angin ialah peranti untuk menukar tenaga kinetik angin kepada tenaga mekanikal gerakan kerja turbin angin. Pergerakan kerja yang dibuat oleh turbin angin boleh berbeza. Pada turbin angin sedia ada hari ini, gerakan berputar bulat digunakan sebagai gerakan kerja. Pada masa yang sama, banyak cadangan diketahui (kadang-kadang dilaksanakan) untuk penggunaan jenis pergerakan buruh yang lain, contohnya, berayun.

Sistem bilah turbin angin (roda angin) boleh mempunyai reka bentuk yang berbeza.Dalam turbin angin moden, sistem bilah dibuat dalam bentuk bilah pepejal dengan profil sayap dalam keratan rentas (kadangkala istilah «bilah» atau turbin angin kipas digunakan dalam kes ini).

Dikenali berjaya mengendalikan sistem bilah di mana silinder berputar digunakan dan bukannya bilah (menggunakan kesan Magnus). Terdapat cadangan untuk mencipta sistem bilah berdasarkan pelbagai jenis bilah dengan permukaan yang fleksibel (layar).

Oleh itu, bilah — Ini adalah komponen kipas yang menjana tork. Sistem bilah turbin angin dengan gerakan berputar bulat yang beroperasi boleh mempunyai paksi putaran mendatar atau menegak.

Apabila mengira dan mereka bentuk turbin angin tertentu, sebagai tambahan kepada keadaan angin operasinya, adalah perlu untuk mengambil kira kedua-dua ciri turbin angin, kayu jati, dan keseluruhan turbin angin. Dalam hal ini, turbin angin dikelaskan mengikut kriteria berikut:

• jenis tenaga yang dihasilkan,

• Tahap kuasa,

• pelantikan

• Bidang permohonan,

• tanda untuk operasi kelajuan malar atau berubah-ubah turbin angin,

• kaedah pengurusan,

• jenis sistem penghantaran.

Bergantung pada jenis tenaga yang dijana, semua loji kuasa angin dibahagikan kepada tenaga angin dan tenaga angin. Turbin angin elektrik pula dibahagikan kepada pemasangan terbenam yang menjana elektrik arus terus atau ulang alik. Turbin angin mekanikal digunakan untuk memacu mesin yang sedang berjalan.

Bergantung pada tujuan, turbin angin elektrik DC dibahagikan kepada bekalan kuasa yang dijamin angin, jaminan pengguna, bekalan kuasa tidak terjamin.Turbin angin elektrik dengan arus ulang-alik dibahagikan kepada autonomi, hibrid, beroperasi selari dengan sistem kuasa elektrik kuasa setanding (contohnya, dengan loji diesel), grid, beroperasi selari dengan sistem kuasa elektrik yang berkuasa.

Klasifikasi turbin angin mengikut kawasan penggunaan ditentukan oleh tujuannya.

Apabila mengira dan mereka bentuk turbin angin dan memilih parameter nominalnya, adalah perlu untuk mengambil kira jenis beban (penjana elektrik, pam air, dll.), Jenis sistem penghantaran kuasa angin kepada pengguna, jenis elektrik. sistem penjanaan dan storan.

Sistem penghantaran tenaga angin ialah satu set peranti berbeza yang ditentukan untuk menghantar kuasa dari aci roda angin ke aci mesin turbin angin yang sepadan (pengguna) dengan atau tanpa meningkatkan kelajuan putaran mesin. Dalam tenaga angin moden, kaedah mekanikal penghantaran tenaga paling kerap digunakan.

Sistem penjanaan kuasa ialah penjana mesin elektrik dan satu set peranti (alat kawalan, elektronik kuasa, bateri, dsb.) untuk menyambung kepada pengguna dengan parameter elektrik standard.

Turbin angin dengan kuasa dari beberapa watt hingga ribuan kilowatt dihasilkan dan dikendalikan. Terdapat empat kumpulan: kuasa sangat rendah — kurang daripada 5 kW, kuasa rendah — dari 5 hingga 99 kW, kuasa sederhana — dari 100 hingga 1000 kW, kuasa tinggi — melebihi 1 MW. Turbin angin setiap kumpulan berbeza antara satu sama lain terutamanya dalam reka bentuk, jenis asas, kaedah pemasangan turbin angin, sistem kawalan, sistem penghantaran tenaga angin, kaedah pemasangan dan kaedah penyelenggaraan.

Pengagihan utama turbin angin paksi mendatar telah dicapai.

Dalam rajah. 1 menunjukkan pembinaan ladang angin dan pandangan umum ladang angin.

nasi. 1. Reka bentuk loji kuasa angin: 1 — turbin angin (roda angin), 2 — turbin angin, 3 — penjana, 4 — kotak gear, 5 — meja putar, 6 — alat pengukur, 7 — tiang turbin angin mengandungi turbin angin dan penjana elektrik yang disambungkan kepada aci turbin angin secara terus atau melalui kotak gear.

Turbin angin mengandungi turbin angin dan penjana elektrik yang disambungkan ke aci turbin angin secara langsung atau melalui kotak gear.

Ladang angin (WPP) terdiri daripada beberapa turbin angin yang beroperasi secara selari dan membekalkan tenaga elektrik yang dijana kepada sistem kuasa.

Alat pengukur memberi isyarat untuk memusingkan kepala angin apabila arah atau kekuatan angin berubah, dan juga melaraskan sudut putaran bilah bergantung kepada kekuatan angin.

Terdapat turbin angin untuk 500, 1000, 1500, 2000, 4000 kW. Turbin angin untuk 500 kW mempunyai: tiang dengan ketinggian 40-110 m, kepala angin dengan jisim 15-30 tan, frekuensi putaran n = 20-200 rpm, kelajuan pemutar penjana ialah 750- 1500 rpm (memandu dengan gear) atau 20-200 rpm (memandu terus).

Sebagai penjana dalam turbin angin, penjana tupai asynchronous sering digunakan, yang berbeza daripada yang segerak dalam kebolehpercayaan yang lebih besar, kesederhanaan reka bentuk dan kurang berat, yang diperlukan untuk meningkatkan kebolehpercayaan loji kuasa angin.

Turbin angin boleh beroperasi secara autonomi atau selari dengan sistem kuasa.Semasa operasi autonomi, kelajuan putaran turbin angin HP tidak dikawal atau dikekalkan dalam lingkungan ± 50%, oleh itu frekuensi dan voltan terminal penjana tidak tetap, iaitu, kuasa elektrik yang dihasilkan adalah berkualiti rendah, dan pengguna turbin angin sedemikian selalunya tidak mempunyai keperluan kualiti tinggi (terutamanya peranti pemanasan). Untuk mendapatkan tenaga berkualiti tinggi, penstabil yang terdiri daripada penerus, penyongsang dan bateri digunakan.

Turbin angin berkuasa beroperasi selari dengan sistem kuasa (Gamb. 2). Sambungan selari ini memastikan bahawa frekuensi, voltan dan kelajuan turbin angin adalah malar. Kuasa yang diberikan oleh penjana kepada grid bergantung kepada tork enjin dan ditentukan oleh daya angin.

Kemungkinan kerjasama turbin angin dengan grid dengan sambungan melalui penukar frekuensi perantaraan pada frekuensi putaran berubah-ubah turbin angin.

Apabila penjana tak segerak digunakan, turbin angin juga boleh beroperasi pada kelajuan berubah-ubah, dan penjana membekalkan elektrik berkualiti tinggi kepada rangkaian. Untuk pengujaan, penjana tak segerak menggunakan kuasa reaktif daripada rangkaian atau dari bank kapasitor khas, dan penjana segerak sendiri menciptanya.

nasi. 2… Operasi selari loji kuasa angin dengan sistem bekalan kuasa berkuasa: VD — mesin angin, R — kotak gear, G — penjana, V — penerus, I — penyongsang, U — unit kawalan, ES — sistem kuasa

Ciri-ciri loji kuasa angin sistem (WPP):

1. Ia terletak di tempat yang mempunyai potensi angin kencang.

2.Mereka mempunyai kapasiti unit kuasa: 1500-2000 kW dan lebih banyak untuk pangkalan benua dan 4000-5000 kW untuk pangkalan laut dan pantai.

3. Penjana tak segerak dengan rotor tupai dan segerak (selalunya dengan pengujaan magnet kekal) dengan voltan penjana rendah (0.50-0.69 kV) digunakan.

4. Kecekapan rendah stesen - 30-40%.

5. Kekurangan beban haba.

6. Kebolehgerakan yang tinggi, tetapi bergantung sepenuhnya pada keadaan cuaca.

7. Julat kelajuan angin operasi dari 3.0-3.5 hingga 20-25 m / s. Apabila kelajuan angin kurang daripada 3.0-3.5 m / s dan lebih daripada 20-25 m / s, turbin angin diputuskan dari grid dan dipasang dalam kedudukan yang tidak berfungsi, dan apabila kelajuan angin dipulihkan, turbin angin disambungkan ke grid dan dipercepatkan menggunakan penjana yang beroperasi dalam mod enjin.

8. Kekurangan pilihan kuasa elektrik pada voltan penjana (kecuali keperluan sendiri).

9. Penghantaran elektrik kepada pengguna pada voltan 10, 35, 110, kV.

Tenaga angin moden di banyak negara di dunia adalah sebahagian daripada sistem tenaga, dan di sesetengah negara ia merupakan salah satu komponen utama tenaga alternatif berdasarkan sumber tenaga boleh diperbaharui. Baca lebih lanjut mengenainya di sini: Perkembangan tenaga angin di dunia