Навігація
Головна
ПОСЛУГИ
Авторизація/Реєстрація
Реклама на сайті
 
Головна arrow Техніка arrow Основи вітроенергетики
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

ГЕНЕРУВАННЯ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ У ВІТРОЕЛЕКТРОУСТАНОВКАХ

Способи генерації електроенергії

Використання вітроустановок для виробництва електроенергії є найефективнішим способом утилізації енергії вітру. Ефективність перетворення механічної енергії в електричну в електрогенераторі складає зазвичай 95%, а втрати електричної енергії при передачі не перевищують 10%. Вимоги, що пред'являються при цьому, до частоти і напруги електроенергії, що виробляється, залежать від особливостей споживачів цієї енергії. Ці вимоги жорсткі при роботі вітроустановок у рамках єдиної енергосистеми і досить м'які при використанні енергії BEV наприклад в освітлювальних і нагрівальних установках.

Основними моментами, які мають бути розглянуті при виборі схем, пов'язаних з перетворенням енергії вітру в електричну енергію, є: вид електроенергії (змінна напруга змінної або постійної частоти або постійна напруга), що виробляється, частота обертання вітродвигуна (постійна, близька до постійної або змінна), характер використання електричної енергії (застосування акумуляторних батарей або акумуляції за допомогою інших способів, подача електроенергії в мережу змінного струму), що виробляється.

Безпосереднє вироблення постійного струму здійснюється нині практично тільки на малих ВЕУ потужністю не більше 10-20 кВт. В цьому випадку не потрібна постійна частота обертання вітродвигуна і зазвичай застосовуються акумуляторні батареї.

Акумуляція енергії вітру у формі тепла з метою подальшого його використання на місці може бути здійснена при застосуванні ВЕУ змінної напруги з частотою, що змінюється, або ВЕУ постійної напруги в комплексі з електричним тепловим акумулюючим пристроєм.

Очевидно, що частота обертання вітродвигуна в цьому випадку не обов'язково має бути постійною. Можливо також застосування випрямних пристроїв для отримання постійної напруги, яка може бути використана безпосередньо або ж після його інвертування в змінну напругу постійної частоти.

Великомасштабне отримання електричної енергії за рахунок використання енергії вітру повинне вироблятися у вигляді змінної напруги постійної частоти для можливості подання електроенергії в мережі існуючих енергосистем.

Інший підхід, який останнім часом привертає увагу, полягає в тому, щоб дати можливість вітродвигуну обертатися зі змінною оптимальною частотою, регульованою відповідно до зміни швидкості вітру і із застосуванням генеруючих систем, що забезпечують в цих умовах отримання змінної напруги постійної частоти, при якій електроенергія може бути подана в існуючі енергосистеми. Методи отримання змінної напруги постійної частоти при змінній частоті обертання валу приводу зводяться до двох великих груп диференціальних і недиференціальних.

Перші реалізуються в схемах з синхронними генераторами за допомогою механічних пристроїв, що забезпечують отримання постійної частоти обертання генераторів (редукторів зі змінним передатним відношенням, пристроїв з гідравлічною передачею потужності), а також за допомогою електричних пристроїв, компенсуючих зміну частоти обертання за допомогою живлення обмотки збудження напругою з частотою ковзання, рівній різниці частоти обертання ротора генератора і частоти напруги енергосистеми, на яку працює генератор.

Недиференціальні методи можуть бути реалізовані через статичні облаштування зміни частоти за схемою перетворення змінна напруга – постійна напруга – змінна напруга шляхом застосування пристроїв, що обертаються – колекторних генераторів змінного струму, циклоконверторів і перетворювачів частоти, перетворювачів з амплітудною модуляцією частоти. У останньому випадку може бути використана високочастотна або низькочастотна модуляція.

По роду струму електромеханічні перетворювачі енергії для вітроенергетичних установок розділяються на машини змінного і постійного струму. Машини змінного струму діляться на синхронні і асинхронні, а також на колекторні машини змінного струму.

У синхронних машинах кутова швидкість обертання ротора і кутова швидкість обертання магнітного поля статора рівні між собою. Частота генерованих в статорі ЕРС і струмів визначається швидкістю обертання ротора п і числом пар полюсів р його обмотки збудження:

(5.1)

У асинхронних машинах кутові швидкості і не рівні між собою, при цьому в генераторному режимі роботи . Частота генерованих ЕРС і струму в асинхронному генераторі і його ковзання s визначаються виразами:

(5.2)

(5.3)

Колекторні машини відрізняються від синхронних і асинхронних тим, що мають механічний перетворювач частоти і числа фаз – колектор, який сполучений з обмоткою статора або ротора. Машини постійного струму також мають на роторі колектор, що виконує функцію механічного випрямляча в генераторах.

Ротор електричної машини змінного струму може не мати обмоток збудження. У таких машинах магнітне поле збудження створюється постійними магнітами і вони називаються генераторами з постійними магнітами.

Явно виражені конструкції полюсів на статорі і роторі належать індукторним або параметричним машинам, в яких перетворення енергії здійснюється за рахунок періодичної зміни магнітного опору повітряного проміжку. Конструктивні виконання індукторних машин дуже різноманітні. Вони можуть мати два статори з розмішеною між ними обмоткою збудження і два ротори, або один статор і ротор з явно вираженими, так званими кігтьоподібними полюсами, при цьому обмотка збудження розташовується або на роторі, або в торцевих частинах статора.

Більшість названих типів електричних машин – синхронні, асинхронні, з постійними магнітами, індукторні – знаходять широке застосування в якості генераторів у вітроустановках. Перспективу мають також і генератори торцевого виконання, в яких статор і ротор виконуються у формі дисків і в яких перетворення енергії здійснюється в повітряному проміжку між цими дисками.

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Банківська справа
БЖД
Бухоблік та Аудит
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Нерухомість
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
РПС
Соціологія
Статистика
Страхова справа
Техніка
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси