Máy Phát Điện Tuabin Gió

Máy phát điện tuabin gió

Một tuabin gió được tạo thành từ hai thành phần chính và đã xem xét một trong số chúng, thiết kế lưỡi dao trong hướng dẫn trước, bây giờ chúng ta có thể nhìn vào thiết bị khác, Máy phát điện tuabin gióhoặc WTG , là máy điện được sử dụng để tạo ra điện lực. Một máy phát điện rpm thấp được sử dụng để chuyển đổi năng lượng quay cơ học được sản xuất bởi năng lượng gió thành điện có thể sử dụng để cung cấp cho ngôi nhà của chúng ta và là trung tâm của bất kỳ hệ thống năng lượng gió nào.

thiet-ke-tuabin-gio-1

Việc chuyển đổi sức mạnh cơ học quay được tạo ra bởi các cánh quạt (được gọi là mover chính) thành năng lượng điện hữu ích để sử dụng trong các ứng dụng điện và chiếu sáng trong nước hoặc để sạc pin có thể được thực hiện bởi bất kỳ một trong các loại máy điện quay chính sau đây thường được sử dụng trong các hệ thống tạo năng lượng gió:

  • Máy trực tiếp hiện tại (DC), còn được gọi là Dynamo

  • Máy đồng bộ dòng điện xoay chiều (ACác dòng điện xoay chiều (AC) Máy cảm ứng, còn được gọi là Alternator

  • C), còn được gọi là Máy phát điện xoay chiều

Tất cả những máy điện này là những thiết bị cơ điện hoạt động trên quy luật cảm ứng điện từ của Faraday. Đó là chúng hoạt động thông qua sự tương tác của một thông lượng từ và dòng điện, hoặc dòng chảy của điện tích. Khi quá trình này có thể đảo ngược, cùng một máy có thể được sử dụng như một động cơ điện thông thường để chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học, hoặc như một máy phát điện chuyển đổi năng lượng cơ học trở lại thành năng lượng điện.

Máy phát điện cảm ứng tua bin gió

thiet-ke-tuabin-gio-5

Các máy điện dùng phổ biến nhất cho tuabin gió các ứng dụng được những hoạt động như máy phát điện, với máy phát điện đồng bộ và máy phát điện cảm ứng (như hình) được sử dụng phổ biến trong máy phát điện tuabin gió lớn hơn, trong khi nhà nhỏ hơn và làm tuabin gió có xu hướng sử dụng một tốc độ thấp máy phát điện DC hoặc Dynamo vì chúng nhỏ, rẻ và dễ dàng hơn để kết nối.

Vì vậy, nó làm cho một sự khác biệt những gì loại máy phát điện, chúng tôi có thể sử dụng để sản xuất năng lượng gió. Câu trả lời đơn giản là cả Có và Không, vì tất cả đều phụ thuộc vào loại hệ thống và ứng dụng bạn muốn. Có thể sử dụng đầu ra DC điện áp thấp từ máy phát điện hoặc máy phát điện kiểu cũ hơn để sạc pin trong khi đầu ra hình sin AC cao hơn từ bộ phát điện có thể được kết nối trực tiếp với lưới cục bộ.

Ngoài ra, điện áp đầu ra và nhu cầu điện phụ thuộc hoàn toàn vào các thiết bị bạn có và cách bạn muốn sử dụng chúng. Ngoài ra, vị trí của máy phát điện tuabin gió, tài nguyên gió giữ cho nó liên tục luân phiên trong thời gian dài hoặc tốc độ máy phát và do đó sản lượng của nó thay đổi lên xuống với các biến đổi trong gió có sẵn.

Thế hệ điện

Một máy phát điện tuabin gió là những gì làm cho điện của bạn bằng cách chuyển đổi năng lượng cơ học thành năng lượng điện. Cho phép rõ ràng ở đây, chúng không tạo ra năng lượng hoặc tạo ra nhiều năng lượng điện hơn lượng năng lượng cơ học được sử dụng để quay các cánh quạt. Càng “tải”, hoặc nhu cầu điện được đặt trên máy phát điện thì lực cơ học càng cần thiết để biến rotor. Đây là lý do tại sao máy phát điện có kích thước khác nhau và tạo ra lượng điện khác nhau.

Trong trường hợp của một “máy phát điện tuabin gió”, gió đẩy trực tiếp vào các lưỡi của tuabin, chuyển đổi chuyển động tuyến tính của gió thành chuyển động quay cần thiết để quay rôto máy phát và gió càng đẩy càng mạnh, càng nhiều điện năng lượng có thể được tạo ra. Sau đó, điều quan trọng là phải có một thiết kế lưỡi tuabin gió tốt để giải phóng càng nhiều năng lượng ra khỏi gió càng tốt.

thiet-ke-tuabin-gio

Tất cả các máy phát điện tuabin điện hoạt động vì tác động của việc di chuyển từ trường qua cuộn dây điện. Khi các electron chảy qua cuộn dây điện, từ trường được tạo ra xung quanh nó. Tương tự như vậy, khi một từ trường di chuyển qua một cuộn dây, điện áp được tạo ra trong cuộn dây như được định nghĩa bởi định luật cảm ứng từ của Faraday làm cho các electron chảy.

Máy phát điện đơn giản sử dụng cảm ứng từ

Sau đó chúng ta có thể thấy rằng bằng cách di chuyển một nam châm qua một vòng dây điện, một điện áp được gọi là và emf (lực động cơ điện) được tạo ra trong vòng dây do từ trường của nam châm. Khi điện áp được gây ra qua vòng dây, một dòng điện ở dạng dòng electron bắt đầu chảy xung quanh vòng lặp tạo ra điện.

Nhưng nếu thay vì một vòng dây đơn lẻ như được hiển thị, chúng ta có nhiều vòng xoắn cùng nhau để tạo thành một cuộn dây, điện áp nhiều hơn và do đó dòng điện có thể được tạo ra với cùng một lượng từ thông.

Điều này là do thông lượng từ cắt qua nhiều dây tạo ra emf lớn hơn và đây là nguyên tắc cơ bản của định luật cảm ứng điện từ của Faraday và máy phát điện AC sử dụng hiệu trưởng này để chuyển đổi năng lượng cơ học như xoay từ tuabin gió hoặc tuabin thủy điện, thành năng lượng điện tạo ra dạng sóng sin.

thiet-ke-tuabin-gio-2

Vì vậy, chúng ta có thể thấy rằng có ba yêu cầu chính cho phát điện và đó là:

  • Một cuộn dây hoặc bộ dây dẫn
  • Một hệ thống từ trường
  • Chuyển động tương đối giữa các dây dẫn và trường
  • Sau đó, cuộn dây quay càng nhanh thì tốc độ thay đổi lớn hơn bởi thông lượng từ được cắt bởi cuộn dây và lớn hơn là emf cảm ứng trong cuộn dây. Tương tự, nếu từ trường được làm mạnh hơn, emf cảm ứng sẽ tăng cho cùng tốc độ quay. Do đó: emf ∝ Φn . Trong đó: “ Φ ” là từ trường trường và “ n ” là tốc độ quay. Ngoài ra, cực của điện áp được tạo ra phụ thuộc vào hướng của các đường từ của thông lượng và hướng chuyển động của dây dẫn.

Có hai loại cơ bản của máy phát điện và máy phát điện cho vấn đề đó: máy phát điện nam châm vĩnh cửu và máy phát điện trường vết thương với cả hai loại bao gồm hai phần chính: Stator và Rotor .

Stator

Là phần “tĩnh” (do đó là tên) của máy và có thể có một bộ cuộn dây điện tạo ra nam châm điện hoặc một bộ nam châm vĩnh cửu trong thiết kế của nó.

Rotor

Là một phần của máy mà “quay”. Một lần nữa, rôto có thể có cuộn dây đầu ra xoay hoặc nam châm vĩnh cửu. Nói chung, máy phát điện và máy phát điện được sử dụng cho máy phát điện tuabin gió được xác định bằng cách tạo ra từ tính, nam châm điện hoặc nam châm vĩnh cửu.

Những nam châm cường độ cao này thường được làm từ vật liệu đất hiếm như sắt neodymium (NdFe), hoặc samarium cobalt (SmCo) loại bỏ sự cần thiết của cuộn dây trường để cung cấp từ trường không đổi, dẫn đến cấu trúc đơn giản, chắc chắn hơn. Cuộn dây trường vết thương có ưu điểm là phù hợp với từ tính của chúng (và do đó công suất) với tốc độ gió khác nhau nhưng yêu cầu nguồn năng lượng bên ngoài để tạo ra từ trường yêu cầu.

Bây giờ chúng ta biết rằng máy phát điện cung cấp một phương tiện chuyển đổi năng lượng giữa mô-men xoắn cơ học được tạo ra bởi các cánh quạt, được gọi là động cơ chính, và một số tải điện. Kết nối cơ học của máy phát điện tuabin gió với cánh quạt được thực hiện thông qua một trục chính có thể là một ổ đĩa trực tiếp đơn giản, hoặc bằng cách sử dụng hộp số để tăng hoặc giảm tốc độ máy phát liên quan đến tốc độ quay của lưỡi dao.

Đường cong đầu ra máy phát điện tuabin gió

Vì vậy, loại máy phát điện tuabin gió cần thiết cho một vị trí cụ thể phụ thuộc vào năng lượng chứa trong gió và các đặc tính của chính máy điện. Tất cả các tuabin gió đều có những đặc điểm nhất định liên quan đến tốc độ gió.

Máy phát điện (hoặc máy phát điện) sẽ không tạo ra công suất đầu ra cho đến khi tốc độ quay của nó cao hơn tốc độ gió cắt. Trong đó lực của gió trên cánh quạt là đủ để vượt qua ma sát. Các cánh quạt tăng tốc đủ để máy phát bắt đầu sản xuất sức mạnh có thể sử dụng.

thiet-ke-tuabin-gio-6

Trên tốc độ cắt này, máy phát sẽ tạo ra tỷ lệ công suất với tốc độ gió lập phương (  KV 3  ) cho đến khi đạt được công suất định mức tối đa như được hiển thị.

Phía trên tốc độ định mức này, tải trọng gió trên cánh quạt sẽ đạt tới cường độ tối đa của máy điện. Máy phát sẽ tạo ra công suất đầu ra lớn nhất hoặc đánh giá cao nhất khi cửa sổ tốc độ gió định mức đạt được. Nếu tốc độ gió tiếp tục tăng, máy phát điện tuabin gió sẽ dừng lại tại điểm cắt của nó để ngăn chặn hư hỏng cơ học và điện, dẫn đến tạo ra điện bằng không. Việc sử dụng phanh để dừng máy phát điện để tự gây hại có thể là bộ điều chỉnh cơ khí hoặc bộ cảm biến tốc độ điện.

Facebook Comments
Please follow and like us:
0

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Bài viết liên quan