chladiaci systém
Generátor je potrebné počas chodu chladiť. Na väčšine veterných turbín je generátor umiestnený vo vnútri rúrky a veľký ventilátor sa používa na chladenie vzduchom; niektorí výrobcovia používajú vodné chladenie. Vodou chladené generátory sú menšie a efektívnejšie, ale tento prístup vyžaduje chladiacu jednotku v kabíne, aby sa eliminovalo teplo generované kvapalným chladiacim systémom.
Spustenie a zastavenie generátora
Ak pripojíte alebo odvíjate veľký generátor veterných turbín na mriežku tým, že odskočí bežný spínač, pravdepodobne by ste poškodili generátor, prevodovku a susednú mriežku.
Konštrukcia mriežky generátora
Veterné turbíny môžu využívať synchrónne alebo asynchrónne generátory a priamo alebo nepriamo pripojiť generátor k mriežke. Priame pripojenie k sieti znamená priame pripojenie generátora k sieti AC. Nepriame pripojenie do siete znamená, že prúd veternej turbíny prechádza sériou elektrických zariadení, ktoré sú nastavené tak, aby zodpovedali mriežke. S asynchrónnym generátorom sa tento nastavovací proces vykonáva automaticky.
Rotorová čepeľ
Profil čepele rotora (prierez)
Rotorové lopatky veternej turbíny vyzerajú ako krídla plavidla. V skutočnosti dizajnéri rotorových lopatiek zvyčajne navrhujú prierez najvzdialenejšej časti čepele, aby sa podobali krídlu ortodoxného lietadla. Avšak hrubý profil vnútorného konca čepele je zvyčajne navrhnutý špeciálne pre veterné turbíny. Výber kontúr pre lopatky rotora zahŕňa mnoho kompromisov, ako sú spoľahlivé prevádzkové a oneskorené charakteristiky. Obrys čepele je navrhnutý tak, aby fungoval dobre, aj keď na povrchu je nečistota.
Materiál čepele rotora
Väčšina rotorových listov na veľkých veterných turbínach je vyrobená z vystuženého sklolaminátu (GRP). Použitie uhlíkových vlákien alebo aramidu ako výstužného materiálu je ďalšou možnosťou, ale takéto lopatky nie sú ekonomické pre veľké veterné turbíny. Drevo, epoxidové drevo alebo epoxidové kompozity z drevených vlákien sa zatiaľ nedostali na trh rotorových lopatiek, hoci sa v tejto oblasti vyvinuli. Oceľ a zliatiny hliníka majú problémy, ako je váha a kovová únava a v súčasnosti sa používajú iba na malé veterné turbíny.
Prevodovka veternej turbíny
Prečo používať prevodovku?
Energia generovaná otáčaním rotora veternej turbíny sa prenáša do generátora cez hlavnú hriadeľ, prevodovku a vysokorýchlostnú hriadeľ.
Prečo používať prevodovku? Prečo nemôžeme poháňať generátor priamo cez vreteno?
Ak použijeme normálny generátor a použijeme dve, štyri alebo šesť elektród priamo pripojených k trojfázovej mriežke AC 50 Hz, budeme musieť použiť veternú turbínu s rýchlosťou 1000 až 3000 otáčok za minútu. Pri veterných turbínach s priemerom rotora 43 m to znamená, že rýchlosť na konci rotora je vyššia ako dvojnásobok rýchlosti zvuku. Ďalšou možnosťou je postaviť alternátor s mnohými elektródami. Ale ak chcete generátor pripojiť priamo k mriežke, musíte použiť 200-elektródový generátor na získanie 30 otáčok za minútu. Ďalším problémom je, že hmotnosť generátorového rotora musí byť úmerná krútiacemu momentu. Preto priamo poháňaný generátor môže byť veľmi ťažký.
Nižší krútiaci moment, vyššia rýchlosť
Pomocou prevodovky môžete meniť nižšiu rýchlosť a vyšší krútiaci moment na rotoru veternej turbíny na vyššiu rýchlosť a nižší krútiaci moment generátora. Prevodovky na veterných turbínach majú zvyčajne jediný prevodový pomer medzi rotorom a rýchlosťou generátora. Pri strojoch s výkonom 600 kW alebo 750 kW je prevodový pomer približne od 1 do 50.
Prevedie sa prevodovka s výkonom 1,5 MW pre veterné turbíny. Táto prevodovka je trochu neobvyklá, pretože príruby sú namontované na oboch generátoroch pri vysokej rýchlosti. Oranžovo-žltá montáž namontovaná na pravej strane generátora je hydraulicky poháňaná núdzová kotúčová brzda. V pozadí môžete vidieť spodnú časť gondoly pre veternú turbínu s výkonom 1,5 MW
Zariadenie na vychýlenie motora vetra
Zariadenie na otáčanie vetra sa používa na otáčanie rotora veternej turbíny v smere vetra.
Chyba zachytenia
Keď rotor nie je kolmý na smer vetra, motor vetra má chybu zotrvania. Chyba zotrvania znamená, že v oblasti rotora môže prúdiť len malá časť energie vo vetre. Ak sa to stane len, ovládanie vychyľovania bude vynikajúcim spôsobom riadenia prívodu energie do rotora veternej turbíny. Avšak časť rotora, ktorá je blízko zdroja vetra, je vystavená väčšej sile ako ostatné časti. Na jednej strane to znamená, že rotor má tendenciu automaticky odchyľovať sa od vetra, ako v prípade turbín proti vetru alebo proti vetru. Na druhej strane to znamená, že sa lopatka ohýba dopredu a dozadu v smere sily ako každá rotácia rotora. Veterná turbína s chybou vychyľovania bude odolávať väčšiemu namáhaniu únavou ako veterná turbína, ktorá sa otáča kolmo na smer vetra.
Mechanizmus otáčania
Veterné turbíny na takmer všetkých vodorovných osiach sa stláčajú. To znamená, že mechanizmus s motorom a prevodovkou sa používa na udržanie veternej turbíny odklonenej od vetra. Tento obrázok znázorňuje mechanizmus výkyvu na veternej turbíne s výkonom 750 kW. Môžeme vidieť výkyvné uloženie okolo vonkajšieho okraja, rovnako ako vnútorný výložník a koliesko. Takmer všetci výrobcovia zariadení proti vetru chcú zastaviť mechanizmus otáčania, keď to nie je potrebné. Mechanizmus výkyvu je aktivovaný elektronickým regulátorom.
Počítadlo kroucenia káblov
Kábel sa používa na prenášanie prúdu z veternej turbíny na spodnú stranu veže. Ale keď sa veternú turbínu náhodne odkloní v jednom smere príliš dlho, kábel bude stále viac narušený. Vetrová turbína je preto vybavená počítadlom zákrutu káblov, ktoré pripomína obsluhe, aby sa kábel uvoľnil. Podobne ako všetky bezpečnostné mechanizmy na veterných turbínach je systém nadbytočný. Veterná turbína je tiež vybavená vypínačom, ktorý sa aktivuje, keď je kábel príliš skrútený.
