Conversão de Energia Eólica

Conversão de Energia Eólica
 Conversão de Energia Eólica

O desenvolvimento de sistemas de turbinas eólicas tem sido constante nos últimos 25 anos e de quatro a cinco gerações de turbinas de vento existe. Os principais componentes de um sistema de turbina eólica, incluindo o rotor da turbina, caixa de velocidades, gerador, transformador e eletrônica de potência possíveis.

O rotor da turbina converte a energia do vento em energia mecânica flutuante, o qual é convertido em energia eléctrica por meio do gerador, e, em seguida, transferido para a rede através de um transformador e linhas de transmissão.

As turbinas de vento capturar a energia do vento por meio de lâminas de design aerodinâmico e convertê-lo em energia mecânica de rotação. O número de lâminas é normalmente de três e a velocidade de rotação diminui à medida que o raio dos aumentos da lâmina.

Para turbinas eólicas meagwatt alcance a velocidade de rotação será 1015 rpm. A maneira weightefficient para converter a baixa velocidade, a potência de binário elevado a energia eléctrica é a utilização de uma caixa de engrenagens e um gerador com uma velocidade padrão.

A caixa de velocidades adapta a baixa velocidade do rotor da turbina para a alta velocidade do gerador. A caixa de câmbio pode não ser necessário para sistemas geradores multipolares.

O gerador converte a energia mecânica em energia eléctrica, a qual é alimentada para uma grelha através de, possivelmente, um conversor de energia electrónico, e um transformador com disjuntores e contadores de electricidade.

A conexão de turbinas eólicas à rede é possível em baixa tensão, média tensão, alta tensão e, mesmo com o sistema de muito alta tensão desde que o poder transmissível de um sistema de eletricidade geralmente aumenta com o aumento do nível de tensão.

Enquanto que a maioria das turbinas são hoje ligado ao sistema de média tensão, grandes parques eólicos offshore estão ligados ao nível de tensão de alta e extra alta.

As perdas elétricas incluem as perdas devido à geração de energia, e as perdas ocorrem independentemente da produção de energia de turbinas eólicas e também a energia utilizada para iluminação e aquecimento.

As perdas resultantes da geração de energia das turbinas eólicas são principalmente perdas nos cabos eo transformador.

O cabo de baixa tensão deve ser curto, de modo a evitar perdas elevadas. Por moderno sistema de energia eólica, cada turbina tem o seu próprio transformador para aumentar a tensão do nível de tensão das turbinas de vento (400 ou 690 V), para a média tensão.

O transformador é normalmente localizado perto das turbinas de vento para evitar longos cabos de baixa tensão. Apenas pequenas turbinas eólicas estão ligados diretamente à linha de baixa tensão sem transformador ou algumas das pequenas turbinas eólicas estão ligados a um transformador em uma fazenda eólica com turbinas eólicas de pequeno porte.

Devido às elevadas perdas em linhas de baixa tensão, grandes parques eólicos pode ter uma subestação separado para aumentar a tensão de um sistema de média tensão para um sistema de alta tensão. O sistema de média tensão podem ser ligados como um alimentador radial ou como um alimentador de anel.

No ponto de acoplamento comum (PCC) entre as turbinas eólicas individuais ou do parque eólico ea rede, há um disjuntor para o desligamento da usina eólica todo ou das turbinas eólicas.

Também os medidores de energia elétrica são instalados geralmente com a sua própria tensão e transformadores de corrente. O sistema elétrico de proteção de um sistema de turbina eólica tem de proteger a turbina de vento e, assim como garantir a operação segura da rede em todas as circunstâncias.

Para protecção de energia eólica, os curto-circuitos, sobretensão, e hiperprodução será limitada para evitar o dano possivelmente perigosos para o sistema de energia eólica. Além disso, o sistema deve satisfazer os requisitos da rede para decidir se a turbina eólica deve ser mantida em ligação ou desligado do sistema. Dependendo das necessidades de operação da turbina de vento, um relaymay especial necessária para detectar se a turbina eólica opera em um modo de ligação à rede, ou como uma unidade autónoma de uma parte isolada da rede devido à operação de dispositivos de protecção. A conversão de energia eólica em energia mecânica é feito aerodinamicamente como mencionado anteriormente.

É importante controlar e limitar a potência mecânica convertida velocidade do vento atnhigher, como o poder no vento é um cubo da velocidade do vento.

A limitação de potência pode ser feito através do controlo de bloqueio (a posição da lâmina é fixada, mas tenda do vento aparece ao longo da lâmina com maior velocidade de vento), o controle de tenda activo (o ângulo da lâmina é ajustada de modo a criar ao longo das lâminas de tenda), ou controle de pitch (as lâminas são expulsos do vento em velocidade superior vento).

Pode ser visto que a energia pode ser facilmente limitado pela rotação das lâminas, quer por inclinação ou por controlo tenda activa enquanto a alimentação limitada pelo controle mostra uma tenda overshoot pequena, e este overshoot depende do desenho aerodinâmico.

As possíveis soluções técnicas do sistema elétrico são muitos Trata-se de soluções com e sem caixa de velocidades bem como soluções com ou sem poder de conversão eletrônica.

Nos capítulos seguintes, as configurações de turbinas eólicas principais serão apresentados e explicados.

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