Sådan virker kraftfulde industrielle vindmøller

Atmosfærens naturlige reaktion på den ujævne opvarmning af dens forskellige lag er vind. De resulterende fald i atmosfærisk tryk får vinden til at blæse fra områder med højt tryk til områder med lavt tryk, og jo større trykforskellen er, jo stærkere er vinden - jo højere er dens hastighed. Teoretisk anslås det, at op til 2 % af solstrålingen omdannes til mekanisk vindenergi på grund af luftens naturlige bevægelse i atmosfæren.

Det er kendt, at topografien af ​​et bestemt område enten kan forstærke vinden eller begrænse luftstrømmen. Så i områder med bjergkæder, pas, nær flodkløfter, er betingelserne for at installere vindmøller virkelig ideelle. Og hvis vi husker, at den kraft, der kan opnås fra vinden, er proportional med massen af ​​luft, der passerer gennem turbinen, og terningen af ​​dens hastighed, så er det let at forstå de udsigter, der hurtigt åbner sig i denne retning.

Vind er uden tvivl en af ​​de mest lovende vedvarende kilder til naturlig energi.Det er ikke for ingenting, at der i mange lande år efter år bygges flere og flere vindmølleparker, især vindmølleparker på de kystnære dele af havene, oceanerne og på sletterne.

Vindens vindstød bidrager ikke til den stabile forsyning af elektriske netværk, derfor bliver akkumulering af energi med henblik på dens videre brug en vigtig opgave. Men denne opgave er ved at blive løst - industrielle og private batterilagringssystemer er ved at blive bygget, foranstaltninger bliver truffet for at sikre uafbrudt strømforsyning.

Og nu kan vi trygt sige, at en kraftig industriel vindgenerator (såsom Enercon E-126) med en kapacitet på 6-8 MW, integreret i strømforsyningssystemet i en lille by, vil være i stand til at tilfredsstille beboernes behov og behovene for den elektrificerede infrastruktur.

Lad os dog komme til sagen og se på enheden til en industriel vindgenerator. Når alt kommer til alt er hver vindgenerator et produkt af omhyggelig teknisk tankegang, resultatet af præcise beregninger og langt design for at opnå en effektiv og pålidelig konverter af vindenergi til elektrisk energi, hvorfor hver eneste detalje i en enorm struktur på ingen måde er tilfældig . For eksempel vil vi henvise til designet af Enercon E-126 vindgeneratoren og se på dens hoveddele.

Tårn

Tårnet (7), der er ti meter højt, er støtte for en industriel vindgenerator. Det er udelukkende lavet af armeret beton ved sekventiel støbning i forskallingen eller samlet af korte armerede betonringe, der monteres sekventielt oven på hinanden og forbindes ved at trække rammekabler igennem dem.Den armerede beton er stærk nok til at holde en tung turbine og nacelle i vejret, samt modstå belastningen som følge af driften af ​​vindmøllen, hvilket forhindrer strukturen i at vælte.

Tårnets bund hviler på en armeret betonbase (8), hvis vægt er proportional med vægten af ​​selve tårnet. Eksempelvis har Enercon E-126 vindmøllen en totalvægt på omkring 6.000 tons. Understøtningen er ikke cylindrisk i form og har en form tættere på en keglestub end på en cylinder. Udvidet ved bunden holder tårnet sikkert hele strukturen i den korrekte position.

Blade og rotor

Vingerne (6) og rotoren (5) på en industriel vindmølle er lavet af en speciel kompositfiber baseret på stål.Vingerne er samlet af separate segmenter eller lavet som en monolit, afhængigt af deres omfang. Som regel bruges bolte og et nav til at fastgøre knivene til rotoren. Selve knivene er fastgjort til navet, og navet er fastgjort direkte til generatorrotoren.

Rotation af turbinen omkring tårnet

For at rotere turbinen rundt om tårnet, a asynkron motor (3) forbundet med et tandhjul til ringen i bunden af ​​nacellen. Afhængigt af størrelsen af ​​vindgeneratoren og dens effekt kan der være fra en til tre sådanne motorer.

Strømgenerator

Hvis tidligere enheder, der ligner standard synkrongeneratorer, blev brugt som generatorer til vindmøller, så dukkede der i begyndelsen af ​​2000'erne en sådan innovation som en ringgenerator (1). Her er turbinerotoren forbundet med navet også generatorrotoren.

Uafhængige excitationsviklinger er placeret på ringrotoren, der danner magnetiske poler, og henholdsvis på statorviklingens stator. Statorviklingen er opdelt i dele (i tilfælde af Enercon E -126 — i fire dele), som hver er forbundet til en separat ensretter. Generatorstyringen er placeret i nacellens maskinrum (2).

Inverter

Efter ensretning tilføres en jævnspænding på 400 volt til inverteren (4), der er installeret i bunden af ​​tårnet, hvor energien omdannes til vekselstrøm og efter transformation tilføres elledningen.

Vi så på nøglekomponenterne i en moderne industriel vindmølle ved at bruge eksemplet med Enercon E-126-modellen, der første gang blev installeret nær den tyske by Emden i 2007. Generatorens kapacitet er i øjeblikket 7,58 MW, hvilket er nok til at drive 4.500 villaer med el året rundt.

Til dato har Enercon bygget mere end 13.000 sådanne vindmøller på verdensplan, med deres samlede installerede kapacitet allerede i 2010 på over 2.846 MW.