Hệ thống làm mát
Máy phát điện cần được làm mát trong khi nó đang chạy. Trên hầu hết các tuabin gió, máy phát điện được đặt bên trong ống và một chiếc quạt lớn được sử dụng để làm mát không khí; một số nhà sản xuất sử dụng nước làm mát. Máy phát điện làm mát bằng nước nhỏ hơn và hiệu quả hơn, nhưng phương pháp này đòi hỏi một bộ tản nhiệt trong cabin để loại bỏ nhiệt do hệ thống làm mát bằng chất lỏng tạo ra.
Khởi động và dừng máy phát điện
Nếu bạn kết nối hoặc thư giãn một máy phát điện tua bin gió lớn vào lưới điện bằng cách bật một công tắc thông thường, bạn có khả năng làm hỏng máy phát điện, hộp số và lưới liền kề.
Thiết kế lưới máy phát điện
Tua bin gió có thể sử dụng máy phát đồng bộ hoặc không đồng bộ và kết nối máy phát trực tiếp hoặc gián tiếp với lưới điện. Kết nối lưới trực tiếp đề cập đến kết nối trực tiếp của máy phát với lưới AC. Kết nối lưới gián tiếp có nghĩa là dòng điện của tuabin gió được truyền qua một loạt các thiết bị điện được điều chỉnh để phù hợp với lưới điện. Với một trình tạo không đồng bộ, quá trình điều chỉnh này được thực hiện tự động.
Cánh quạt
Hồ sơ cánh quạt (mặt cắt ngang)
Cánh quạt tuabin gió trông giống như cánh của một chiếc máy bay. Trên thực tế, các nhà thiết kế cánh quạt thường thiết kế mặt cắt ngang của phần xa nhất của lưỡi kiếm để giống với cánh của một chiếc máy bay chính thống. Tuy nhiên, cấu hình dày của đầu bên trong của lưỡi dao thường được thiết kế dành riêng cho tuabin gió. Chọn đường viền cho cánh quạt liên quan đến nhiều sự đánh đổi, chẳng hạn như đặc tính vận hành và độ trễ đáng tin cậy. Đường viền của lưỡi dao được thiết kế để hoạt động tốt ngay cả khi có bụi bẩn trên bề mặt.
Vật liệu cánh quạt
Hầu hết các cánh quạt trên các tuabin gió lớn được làm bằng nhựa gia cố sợi thủy tinh (GRP). Việc sử dụng sợi carbon hoặc aramid làm vật liệu gia cố là một lựa chọn khác, nhưng những lưỡi dao như vậy không kinh tế đối với các tuabin gió lớn. Gỗ, gỗ epoxy, hoặc vật liệu sợi gỗ epoxy chưa xuất hiện trên thị trường cánh quạt, mặc dù chúng đã phát triển trong lĩnh vực này. Hợp kim thép và nhôm có vấn đề như trọng lượng và mỏi kim loại, và chúng hiện chỉ được sử dụng trên các tuabin gió nhỏ.
Hộp số tua bin gió
Tại sao nên sử dụng hộp số?
Năng lượng được tạo ra bởi vòng quay của rôto của tuabin gió được truyền đến máy phát thông qua trục chính, hộp số và trục tốc độ cao.
Tại sao nên sử dụng hộp số? Tại sao chúng ta không thể lái máy phát điện trực tiếp qua trục chính?
Nếu chúng ta sử dụng một máy phát bình thường và sử dụng hai, bốn hoặc sáu điện cực được kết nối trực tiếp với lưới điện ba pha AC 50 Hz, chúng ta sẽ phải sử dụng một tuabin gió với tốc độ 1000 đến 3000 vòng / phút. Đối với các tuabin gió có đường kính rôto 43 m, điều này có nghĩa là tốc độ ở cuối rôto cao hơn gấp đôi tốc độ âm thanh. Một khả năng khác là chế tạo máy phát điện xoay chiều có nhiều điện cực. Nhưng nếu bạn muốn kết nối máy phát trực tiếp với lưới điện, bạn cần sử dụng máy phát điện cực 200 để có được 30 vòng quay mỗi phút. Một vấn đề khác là khối lượng của rôto máy phát cần tỷ lệ với mô-men xoắn. Do đó, một máy phát điện điều khiển trực tiếp có thể rất nặng.
Mô-men xoắn thấp hơn, tốc độ cao hơn
Với hộp số, bạn có thể chuyển đổi tốc độ thấp hơn và mô-men xoắn cao hơn trên cánh quạt của tuabin gió sang tốc độ cao hơn và mô-men xoắn thấp hơn cho máy phát. Hộp số trên tuabin gió thường có một tỷ số truyền duy nhất giữa rôto và tốc độ máy phát. Đối với máy 600 mã lực hoặc 750 mã lực, tỷ số truyền là khoảng 1 đến 50.
Một hộp số 1,5 MW cho tuabin gió được hiển thị. Hộp số này hơi bất thường vì mặt bích được gắn trên hai máy phát ở tốc độ cao. Phụ kiện màu vàng cam được gắn ở phía bên phải của máy phát điện là phanh đĩa khẩn cấp điều khiển thủy lực. Trong nền bạn có thể thấy phần dưới của vỏ bọc cho một tuabin gió 1,5 MW
Thiết bị ngáp gió
Thiết bị ngáp của động cơ gió được sử dụng để quay rôto tuabin gió theo hướng gió.
Lỗi ngáp
Khi rôto không vuông góc với hướng gió, động cơ gió có lỗi ngáp. Lỗi ngáp có nghĩa là chỉ một phần nhỏ năng lượng trong gió có thể chảy trong khu vực rôto. Nếu điều này chỉ xảy ra, điều khiển ngáp sẽ là một cách tuyệt vời để kiểm soát đầu vào điện cho rôto tuabin gió. Tuy nhiên, phần của cánh quạt gần với nguồn gió phải chịu lực mạnh hơn các bộ phận khác. Một mặt, điều này có nghĩa là rôto có xu hướng tự động lệch hướng gió, như trường hợp với các tuabin gió ngược hoặc gió ngược. Mặt khác, điều này có nghĩa là lưỡi dao uốn cong qua lại dọc theo hướng của lực khi mỗi vòng quay của rôto. Tua bin gió có lỗi ngáp sẽ chịu được tải trọng mỏi lớn hơn so với tuabin gió ngáp vuông góc với hướng gió.
Cơ chế ngáp
Tua bin gió trên hầu hết các trục ngang lực ngáp. Đó là, một cơ chế với động cơ và hộp số được sử dụng để giữ cho tuabin gió bị lệch khỏi gió. Hình này cho thấy cơ chế ngáp trên một tuabin gió 750 kW. Chúng ta có thể thấy vòng bi ngáp xung quanh mép ngoài, cũng như động cơ ngáp bên trong và bánh xe ngáp. Hầu như tất cả các nhà sản xuất thiết bị ngược đều muốn dừng cơ chế ngáp khi không cần thiết. Cơ chế ngáp được kích hoạt bởi bộ điều khiển điện tử.
Cáp xoắn
Cáp được sử dụng để mang dòng điện từ tuabin gió đến mặt dưới của tháp. Nhưng khi tuabin gió vô tình lệch về một hướng quá lâu, dây cáp sẽ ngày càng bị biến dạng. Do đó, tuabin gió được trang bị bộ đếm xoắn cáp để nhắc nhở người vận hành rằng cáp nên được tháo ra. Tương tự như tất cả các cơ chế an toàn trên tuabin gió, hệ thống này là dự phòng. Tua bin gió cũng được trang bị một công tắc kéo được kích hoạt khi cáp bị xoắn quá nhiều.
