Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Основы ветроэнергетики

ГЕНЕРИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ВЕТРОЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ

Способы генерации электроэнергии

Использование ветроустановок для производства электроэнергии является самым эффективным способом утилизации энергии ветра. Эффективность преобразования механической энергии в электрическую в электрогенераторе составляет обычно 95%, а потери электрической энергии при передаче не превышают 10%. Требования, предъявляемые при этом, частоты и напряжения электроэнергии, вырабатываемой зависят от особенностей потребителей этой энергии. Эти требования жесткие при работе ветроустановок в рамках единой энергосистемы и достаточно мягкие при использовании энергии BEV например в осветительных и нагревательных установках.

Основными моментами, которые должны быть рассмотрены при выборе схем, связанных с преобразованием энергии ветра в электрическую энергию, являются: вид электроэнергии (переменное напряжение переменного или постоянного частоты или постоянное напряжение) товары, частота вращения ветродвигателя (постоянная, близкая к постоянной или переменная), характер использования электрической энергии (применение аккумуляторных батарей или аккумуляции с помощью других способов, подача электроэнергии в сеть переменного тока), продукции.

Непосредственное выработки постоянного тока осуществляется сейчас практически только на малых ВЭУ мощностью не более 10-20 кВт. В этом случае не требуется постоянная частота вращения ветродвигателя и обычно применяются аккумуляторные батареи.

Аккумуляция энергии ветра в форме тепла с целью дальнейшего его использования на месте может быть осуществлена ​​при применении ВЭУ переменного напряжения с частотой, изменяющейся или ВЭУ постоянного напряжения в комплексе с электрическим тепловым аккумулирующим устройством.

Очевидно, что частота вращения ветродвигателя в этом случае не обязательно должна быть постоянной. Возможно также применение выпрямительных устройств для получения постоянного напряжения, которая может быть использована непосредственно или после его инвертирование в переменное напряжение постоянной частоты.

Крупномасштабное получения электрической энергии за счет использования энергии ветра должно производиться в виде переменного напряжения постоянной частоты для возможности подача электроэнергии в сети существующих энергосистем.

Другой подход, который в последнее время привлекает внимание, заключается в том, чтобы дать возможность ветродвигатель вращаться с переменной оптимальной частотой, регулируемой в соответствии с изменением скорости ветра и с применением генерирующих систем, обеспечивающих в этих условиях получения переменного напряжения постоянной частоты, при которой электроэнергия может быть подана в существующие энергосистемы. Методы получения переменного напряжения постоянной частоты при переменной частоте вращения вала привода сводятся к двум большим группам дифференциальных и недиференциальних.

Первые реализуются в схемах с синхронными генераторами с помощью механических устройств, обеспечивающих получение постоянной частоты вращения генераторов (редукторов с переменным передаточным отношением, устройств с гидравлической передачей мощности), а также с помощью электронных устройств, компенсирующих изменение частоты вращения с помощью питания обмотки возбуждения напряжением с частотой скольжения, равной разности частоты вращения ротора генератора и частоты напряжения энергосистемы, на которую работает генератор.

Недиференциальни методы могут быть реализованы через статические устройства изменения частоты по схеме преобразования переменное напряжение - постоянное напряжение - переменное напряжение путем применения устройств, обращающихся - коллекторных генераторов переменного тока, циклоконверторив и преобразователей частоты, преобразователей с амплитудной модуляцией частоты. В последнем случае может быть использована высокочастотная или низкочастотная модуляция.

По роду тока электромеханические преобразователи энергии для ветроэнергетических установок разделяются на машины переменного и постоянного тока. Машины переменного тока делятся на синхронные и асинхронные, а также на коллекторные машины переменного тока.

В синхронных машинах угловая скорость вращения ротора и угловая скорость вращения магнитного поля статора равны между собой. Частота генерируемых в статоре ЭДС и токов определяется скоростью вращения ротора п и числом пар полюсов р его обмотки возбуждения:

(5.1)

В асинхронных машинах угловые скорости и не равны между собой, при этом в генераторном режиме работы . Частота генерируемых ЭДС и тока в асинхронном генераторе и его скольжения s определяются выражениями:

(5.2)

(5.3)

Коллекторные машины отличаются от синхронных и асинхронных тем, что имеют механический преобразователь частоты и числа фаз - коллектор, который соединен с обмоткой статора или ротора. Машины постоянного тока также имеют на роторе коллектор, выполняет функцию механического выпрямителя в генераторах.

Ротор электрической машины переменного тока может не иметь обмоток возбуждения. В таких машинах магнитное поле возбуждения создается постоянными магнитами и они называются генераторами с постоянными магнитами.

Явно выражены конструкции полюсов на статоре и роторе принадлежат индукторным или параметрическим машинам, в которых преобразование энергии осуществляется за счет периодического изменения магнитного сопротивления воздушного промежутка. Конструктивные исполнения индукторных машин очень разнообразны. Они могут иметь два статоры с размещена между ними обмоткой возбуждения и два ротора, или один статор и ротор с явно выраженными, так называемыми кигтьоподибнимы полюсами, при этом обмотка возбуждения располагается или на роторе, или в торцевых частях статора.

Большинство названных типов электрических машин - синхронные, асинхронные, с постоянными магнитами, индукторные - находят широкое применение в качестве генераторов в ветроустановках. Перспективу имеют также и генераторы торцевого исполнения, в которых статор и ротор выполняются в форме дисков и в которых преобразования энергии осуществляется в воздушном промежутке между этими дисками.

 
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 
Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Психология
Региональная экономика
Религиоведение
Риторика
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее