soğutma sistemi
Jeneratör çalışırken soğutulması gerekir. Çoğu rüzgar türbininde, jeneratör borunun içine yerleştirilir ve hava soğutması için büyük bir fan kullanılır; bazı üreticiler su soğutması kullanır. Su soğutmalı jeneratörler daha küçük ve daha verimlidir, ancak bu yaklaşım, sıvı soğutma sistemi tarafından üretilen ısıyı ortadan kaldırmak için kabinde bir soğutucu gerektirir.
Jeneratörü çalıştır ve durdur
Büyük bir rüzgar türbini jeneratörünü sıradan bir düğmeyi zıplayarak şebekeye bağlar veya açarsanız, jeneratöre, dişli kutusuna ve bitişik ızgaraya zarar vermeniz muhtemeldir.
Jeneratör ızgara tasarımı
Rüzgar türbinleri, senkron veya asenkron jeneratörleri kullanabilir ve jeneratörü doğrudan veya dolaylı olarak şebekeye bağlayabilir. Doğrudan şebeke bağlantısı, jeneratörün AC şebekesine doğrudan bağlantısı anlamına gelir. Dolaylı ızgara bağlantısı, rüzgar türbininin akımının şebekeye uyacak şekilde ayarlanmış bir dizi elektrikli ekipmandan geçtiği anlamına gelir. Asenkron bir jeneratör ile bu ayarlama işlemi otomatik olarak yapılır.
Rotor bıçağı
Rotor kanadı profili (kesit)
Rüzgar türbini rotor kanatları bir teknenin kanatlarına benziyor. Aslında, rotor kanat tasarımcıları tipik olarak bir ortodoks uçağın kanadına benzemek için bıçağın en uzak bölümünün enine kesitini tasarlar. Bununla birlikte, bıçağın iç ucunun kalın profili genellikle rüzgar türbinleri için özel olarak tasarlanmıştır. Rotor kanatları için kontür seçimi, güvenilir çalışma ve gecikme özellikleri gibi birçok takas içerir. Bıçağın dış yüzeyi, yüzeyde kir olsa bile iyi çalışacak şekilde tasarlanmıştır.
Rotor bıçak malzemesi
Büyük rüzgar türbinlerindeki rotor kanatlarının çoğu fiberglas takviyeli plastikten (GRP) yapılmıştır. Takviye malzemesi olarak karbon fiber veya aramid kullanılması başka bir seçenektir, ancak bu tür kanatlar büyük rüzgar türbinleri için ekonomik değildir. Rotor bıçak pazarında ahşap, epoksi ahşap veya epoksi ahşap elyaf kompozitler henüz bu alanda gelişmemiş olsalar da ortaya çıkmamıştır. Çelik ve alüminyum alaşımlarının ağırlık ve metal yorgunluğu gibi sorunları vardır ve şu anda yalnızca küçük rüzgar türbinlerinde kullanılmaktadır.
Rüzgar türbini şanzıman
Neden şanzıman kullanmalı?
Rüzgar türbininin rotorunun dönmesi ile üretilen enerji, ana şaft, dişli kutusu ve yüksek hızlı şaft üzerinden jeneratöre iletilir.
Neden şanzıman kullanmalı? Neden jeneratörü doğrudan iş milinden geçiremiyoruz?
Normal bir jeneratör kullanırsak ve doğrudan 50 Hz AC üç fazlı şebekeye bağlı iki, dört veya altı elektrot kullanırsak, 1000 ila 3000 rpm hızında bir rüzgar türbini kullanmak zorunda kalacağız. Rotor çapı 43 m olan rüzgar türbinleri için bu, rotorun sonundaki hızın, ses hızının iki katından daha yüksek olduğu anlamına gelir. Diğer bir olasılık, birçok elektrotlu bir alternatör oluşturmaktır. Ancak, jeneratörü doğrudan şebekeye bağlamak istiyorsanız, dakikada 30 devir elde etmek için 200 elektrotlu bir jeneratör kullanmanız gerekir. Diğer bir problem, jeneratör rotorunun kütlesinin torkla orantılı olması gerektiğidir. Bu nedenle, doğrudan tahrikli bir jeneratör çok ağır olabilir.
Daha düşük tork, daha yüksek hız
Şanzımanla, rüzgar türbininin rotorundaki daha düşük ve daha yüksek torku jeneratör için daha yüksek ve daha düşük torka dönüştürebilirsiniz. Rüzgar türbinlerindeki dişli kutuları tipik olarak rotor ve jeneratör hızı arasında tek bir dişli oranına sahiptir. 600 kW veya 750 kW makinelerde, dişli oranı yaklaşık 1 ila 50'dir.
Rüzgar türbinleri için 1,5 MW'lık bir dişli kutusu gösterilmiştir. Bu şanzıman biraz sıra dışı çünkü flanşlar iki jeneratöre yüksek hızda monte edilmiş. Jeneratörün sağ tarafına monte edilen turuncu-sarı renkli bağlantı, hidrolik tahrikli bir acil durum disk frenidir. Arka planda 1,5 MW'lık bir rüzgar türbini için naselinin alt kısmını görebilirsiniz
Rüzgar motoru yaw cihazı
Rüzgar motoru esneme cihazı, rüzgar türbini rotorunu rüzgar yönüne döndürmek için kullanılır.
Yaw hatası
Rotor, rüzgar yönüne dik olmadığında, rüzgar motorunun bir yalpalama hatası vardır. Yalpalama hatası, rüzgardaki enerjinin sadece küçük bir kısmının rotor alanına akabileceği anlamına gelir. Bu sadece gerçekleşirse, yalpa kontrolü rüzgar türbini rotoruna güç girişini kontrol etmek için mükemmel bir yol olacaktır. Bununla birlikte, rotorun rüzgar kaynağına yakın olan kısmı, diğer parçalardan daha fazla kuvvete maruz kalmaktadır. Bir yandan, bu, rotorun rüzgar veya rüzgar türbinlerinde olduğu gibi otomatik olarak rüzgara karşı sapma eğiliminde olduğu anlamına gelir. Öte yandan, bu, bıçağın, rotorun her bir dönüşü gibi kuvvetin yönü boyunca ileri geri eğildiği anlamına gelir. Yalpalama hatası olan bir rüzgar türbini, rüzgar yönüne dik uzanan bir rüzgar türbinden daha fazla yorulma yüküne dayanacaktır.
Yaw mekanizması
Neredeyse tüm yatay eksenlerde bulunan rüzgar türbinleri, yalpalamayı zorlar. Yani rüzgar türbininin rüzgara karşı sapmasını sağlamak için motorlu ve dişli kutulu bir mekanizma kullanılır. Bu şekilde, 750 kW rüzgar türbini üzerindeki yalpa mekanizması gösterilmektedir. Dış kenarın etrafındaki yatağın yanı sıra iç yalpa motoru ve yalpa çarkını görebiliriz. Neredeyse tüm rüzgar üstü ekipman üreticileri ihtiyaç olmadığında yalpalama mekanizmasını durdurmak istemektedir. Yalpalama mekanizması bir elektronik kontrolör tarafından çalıştırılır.
Kablo büküm sayacı
Kablo, akımı rüzgar türbinden kulenin altına taşımak için kullanılır. Ancak rüzgar türbini yanlışlıkla bir yönde çok uzun bir süre boyunca saptığında, kablo gittikçe bozuluyor. Bu yüzden rüzgar türbini, operatöre kablonun çözülmesi gerektiğini hatırlatmak için bir kablo bükme sayacı ile donatılmıştır. Rüzgar türbinlerindeki tüm güvenlik mekanizmalarına benzer şekilde, sistem gereksizdir. Rüzgar türbini ayrıca, kablo çok fazla büküldüğünde etkinleştirilen bir çekme anahtarı ile donatılmıştır.
