Seberapa kuat turbin angin industri bekerja

Reaksi alami atmosfer terhadap pemanasan yang tidak merata dari berbagai lapisannya adalah angin. Penurunan tekanan atmosfer yang diakibatkannya menyebabkan angin bertiup dari daerah bertekanan tinggi ke daerah bertekanan rendah, dan semakin besar perbedaan tekanan, semakin kuat anginnya—semakin tinggi kecepatannya. Secara teoritis, diperkirakan hingga 2% radiasi matahari diubah menjadi energi angin mekanis akibat pergerakan alami udara di atmosfer.

Diketahui bahwa topografi suatu daerah dapat memperkuat angin atau membatasi aliran udara. Jadi, di daerah pegunungan, lintasan, dekat ngarai sungai, kondisi pemasangan turbin angin sangat ideal. Dan jika kita ingat bahwa tenaga yang didapat dari angin sebanding dengan massa udara yang melewati turbin dan kubus kecepatannya, maka mudah untuk memahami prospek yang terbuka dengan cepat ke arah ini.

Angin tidak diragukan lagi merupakan salah satu sumber energi alam terbarukan yang paling menjanjikan.Bukan tanpa alasan bahwa di banyak negara, tahun demi tahun, semakin banyak ladang angin dibangun, ladang angin, khususnya, di bagian pesisir laut, samudra, dan di dataran.

Sifat angin yang kencang tidak berkontribusi pada pasokan jaringan listrik yang stabil, oleh karena itu akumulasi energi untuk tujuan penggunaan lebih lanjut menjadi tugas penting. Tetapi tugas ini sedang diselesaikan - sistem penyimpanan baterai industri dan swasta sedang dibangun, langkah-langkah diambil untuk memastikan catu daya yang tidak terputus.

Dan sekarang kami dapat dengan yakin mengatakan bahwa generator angin industri yang kuat (seperti Enercon E-126) dengan kapasitas 6-8 MW, terintegrasi ke dalam sistem catu daya kota kecil, akan dapat memenuhi kebutuhan penghuninya. dan kebutuhan infrastruktur kelistrikan.

Namun, mari langsung ke intinya dan lihat perangkat generator angin industri. Bagaimanapun, setiap generator angin adalah produk dari pemikiran teknik yang cermat, hasil dari perhitungan yang tepat dan desain yang panjang untuk mendapatkan pengubah energi angin yang efisien dan andal menjadi energi listrik, itulah sebabnya setiap detail dari struktur besar sama sekali bukan kebetulan. . Sebagai contoh, kami akan merujuk pada desain generator angin Enercon E-126 dan melihat bagian-bagian utamanya.

Menara

Menara (7), setinggi puluhan meter, merupakan penyangga generator angin industri. Itu seluruhnya terbuat dari beton bertulang dengan pengecoran berurutan dalam bekisting atau dirakit dari cincin beton bertulang pendek yang dipasang secara berurutan di atas satu sama lain dan dihubungkan dengan menarik kabel rangka melaluinya.Beton bertulang cukup kuat untuk menahan turbin berat dan nacelle di atas, serta menahan beban akibat pengoperasian turbin angin, mencegah struktur terguling.

Dasar menara bertumpu pada dasar beton bertulang (8), yang beratnya sebanding dengan berat menara itu sendiri. Misalnya, turbin angin Enercon E-126 memiliki berat total sekitar 6.000 ton. Penyangga tidak berbentuk silinder, bentuknya lebih mirip kerucut terpotong daripada silinder. Diperluas di pangkalan, menara dengan aman menahan seluruh struktur di posisi yang benar.

Pisau dan rotor

Bilah (6) dan rotor (5) turbin angin industri terbuat dari serat komposit khusus berdasarkan baja, bilah dirakit dari segmen terpisah atau dibuat sebagai monolit, tergantung pada ruang lingkupnya. Biasanya, baut dan hub digunakan untuk memasang bilah ke rotor. Bilahnya sendiri dipasang ke hub, dan hub dipasang langsung ke rotor generator.

Rotasi turbin di sekitar menara

Untuk memutar turbin di sekitar menara, a mesin asinkron (3) dihubungkan dengan roda gigi ke ring di dasar nacelle. Bergantung pada ukuran generator angin dan kekuatannya, mungkin ada satu hingga tiga mesin seperti itu.

Pembangkit listrik

Jika unit sebelumnya yang desainnya mirip dengan generator sinkron standar digunakan sebagai generator untuk turbin angin, maka pada awal tahun 2000-an inovasi seperti generator cincin (1) muncul. Di sini rotor turbin yang terhubung ke hub juga merupakan rotor generator.

Belitan eksitasi independen terletak di rotor cincin, membentuk kutub magnet, dan masing-masing di stator belitan stator. Belitan stator dibagi menjadi beberapa bagian (dalam kasus Enercon E -126 — menjadi empat bagian), yang masing-masing dihubungkan ke penyearah terpisah. Pengontrol generator terletak di ruang mesin (2) nacelle.

Inverter

Setelah perbaikan, tegangan langsung 400 volt disuplai ke inverter (4) yang dipasang di dasar menara, di mana energi diubah menjadi arus bolak-balik dan setelah transformasi disuplai ke saluran listrik.

Kami melihat komponen utama turbin angin industri modern menggunakan contoh model Enercon E-126, pertama kali dipasang di dekat kota Emden, Jerman pada tahun 2007. Kapasitas generator saat ini 7,58 MW, yang cukup untuk memberi daya pada 4.500 vila dengan listrik sepanjang tahun.

Sampai saat ini, Enercon telah membangun lebih dari 13.000 turbin angin semacam itu di seluruh dunia, dengan total kapasitas terpasang pada tahun 2010 melebihi 2.846 MW.