Generatorul electric asigura producerea energiei electrice. Puterea sa atinge 4,5 MW pentru cele mai mari eoliene. În prezent se desfşoara cercetari pentru realizarea unor eoliene de putere mai mare (5 MW). Generatorul poate fi de curent continuu sau de curent alternativ. Datorit preului şi randamentului, se utilizeaza, aproape în totalitate, generatoare de curent alternativ. Generatoarele de curent alternativ pot fi sincrone sau asincrone, funcionând la viteza fixa sau variabil.a Generatorul sincron: Generatorul sincron sau maşina sincron (MS) se poate utiliza în cazul antrenarii directe, respectiv legatura mecanica dintre arborele turbinei eoliene şi cel al generatorului se realizeaza direct, fara utilizarea unui multiplicator. În consecinta, generatorul este conectat la retea prin intermediul unui convertor static. Daca generatorul este cu magneti permanetni, el poate funciona în mod autonom, neavând nevoie de excitatie. oExcitatie electrica. Bobinele circuitului de excitatie (situate pe rotor) sunt alimentate în curent continuu, prin intermediul unui sistem de perii şi inele colectoare fixate pe arborele generatorului. Alimentarea se poate face prin intermediul unui redresor, ce transform energia de curent alternativ a retelei, în curent continuu. Exista însa mai multe metode de realizare a excitatiei. Generatoarele sincrone cu excitaie electric sunt cele mai utilizate în prezent. oCu magneti permanenti (MSMP). Sursa câmpului de excitatie o constituie magnetii permanenti situati pe rotor, fiind astfel independent de retea. Acest tip de maşina are tendinta de a fi din ce în ce mai utilizata de catre constructorii de eoliene, deoarece ea functioneaza autonom, iar constructia în ansamblu, este mai simpla. Generatorul asincron: Maşina asincron (MAS) este frecvent utilizat, deoarece ea poate suporta uşoare variatii de viteza, ceea ce constituie un avantaj major pentru aplicatiile eoliene, în cazul carora viteza vântului poate evolua rapid, mai ales pe durata rafalelor. Acestea determina solicitari mecanice importante, care sunt mai reduse în cazul utilizarii unui generator asincron, decât în cazul generatorului sincron, care funcioneaza în mod normal, la viteza fixa. Maşina asincron este însa putin utilizata pentru eoliene izolate, deoarece necesita baterii de condensatoare care sa asigure energia reactiva necesara magnetizarii. oCu rotor bobinat. Înfaşurarile rotorice, conectate în stea, sunt legate la un sistem de inele şi perii ce asigura accesul la înfaşurari, pentru conectarea unui convertor static în cazul comenzii prin rotor (maşina asincron dublu alimentat - MADA). oÎn scurt-circuit. Rotorul este construit din bare ce sunt scurtcircuitate la capete prin intermediul unor inele. Înfaşurarile rotorice nu sunt accesibile.
O eoliana ocupa o suprafata mica pe sol. Acesta este un foarte mare avantaj, deoarece perturba putin locatia unde este instalata, permitând mentinerea activitatilor industriale sau agricole din apropiere. Se pot întâlni eoliene numite individuale, instalate în locaiti izolate adica eoliana nu este racordata la retea si nu este conectata cu alte eoliene. În caz contrar, eolienele sunt grupate sub forma unor ferme eoliene. Instalarile se pot face pe sol, sau, din ce în ce mai mult, în largul marilor, sub forma unor ferme eoliene offshore, în cazul carora prezenta vântului este mai regulata. Acest tip de instalare reduce dezavantajul sonor şi amelioreaza estetica. Palele sau captorul de energie sunt realizate dintr-un amestec de fibra de sticla şi materiale compozite. Ele au rolul de a capta energia vântului şi de a o transfera rotorului turbinei, profilul lor este rodul unor studii aerodinamice complexe, de ele depinzând randamentul turbinei. Astfel: Diametrul palelor (sau suprafata acoperita de acestea) este în functie de puterea dorita.
Latimea palelor determina cuplul de pornire, care va fi cu atât mai mare cu cât palele sunt mai late; Profilul depinde de cuplul dorit în functionare; Exemplu de profil al extremitatii unei pale a unei eoliene (Sursa: Societatea Laborelec- Belgia)
Numarul de pale depinde de eoliana. În prezent, sistemul cu trei pale este cel mai utilizat, deoarece asigura limitarea vibratiilor, a zgomotului şi a oboselii rotorului, fata de sistemele mono-pala sau bi-pala. Coeficientul de putere este cu 10 % mai mare pentru sistemul bi-pala fata de cel mono-pala, iar creşterea este de 3% între sistemul cu trei pale fata de doua pale. În plus, este un compromis bun între cost şi viteza de rotatie a captorului eolian şi avantaje din punct de vedere estetic pentru sistemul cu trei pale, fata de cel cu doua pale.
Schema eolienelor mono-pala, bi-pala şi cu trei pale (Sursa: Societatea Laborelec- Belgia)
Butucul este prevazut cu un sistem pasiv (aerodinamic), activ (hidraulic) sau mixt (active stall) care permite orientarea palelor pentru controlul vitezei de rotatie a turbinei eoliene (priza de vânt). •Controlul activ, prin motoare hidraulice, numit şi "pitch control". Acest sistem asigura modificarea unghiului de incidenta a palelor pentru a valorifica la maximum vântul instantaneu şi pentru a limita puterea în cazul în care vântul depaşeşte viteza nominala. În general, sistemul roteşte palele în jurul propriilor axe (mişcare de pivotare), cu câteva grade, în funcie de viteza vântului, astfel încât palele sa fie pozitionate în permanenta sub un unghi optim în raport cu viteza vântului, astfel încât sa se obtina în orice moment puterea maxima. Sistemul permite limitarea puterii în cazul unui vânt puternic (la limita, în caz de furtuna, trecerea palelor în "drapel"). •Controlul aerodinamic pasiv, numit şi "stall control". Palele eolienei sunt fixe în raport cu butucul turbinei. Ele sunt concepute special pentru a permite deblocarea în cazul unui vânt puternic. Deblocarea este progresiva, pâna când vântul atinge viteza critica. Acest tip de control este utilizat de cea mai mare parte a eolienelor, deoarece are avantajul ca nu necesita piese mobile şi sisteme de comanda în rotorul turbinei. •Ultimul tip de control, vizeaza utilizarea avantajelor controlului pasiv şi al celui activ, pentru a controla mai precis conversia în energie electrica. Acest sistem este numit control activ cu deblocare aerodinamica, sau "active stall". El este utilizat pentru eolienele de foarte mare putere.
Arborele primar : este arborele rotorului turbinei eoliene. Se mai numeşte arborele lent, deoarece el se roteşte cu viteze de ordinul a 20 - 40 rot/min. Prin intermediul multiplicatorului, el transmite mişcarea, arborelui secundar. Multiplicatorul mecanic de viteza permite transformarea puterii mecanice, caracterizata de cuplu mare şi viteza mic specifica turbinei eoliene, în putere de viteza mai ridicata, dar cuplu mai mic. Aceasta deoarece viteza turbinei eoliene este prea mica, iar cuplul prea mare, pentru a fi aplicate direct generatorului. Multiplicatorul asigura conexiunea între arborele primar (al turbinei eoliene) şi arborele secundar (al generatorului). Exist mai multe tipuri de multiplicatoare, cum ar fi: • Multiplicatorul cu una sau mai multe trepte de roti dintate, care permite transformarea mişcarii mecanice de la 19-30 rot/min la 1500 rot/min. Axele de rotatie ale rotilor dintate sunt fixe în raport cu carcasa. • Multiplicatorul cu sistem planetar, care permite obtinerea unor rapoarte de transmisie mari, într-un volum mic. În cazul acestora, axele rotilor numite sateliti nu sunt fixe fata de carcasa, ci se rotesc fata de celelalte roti. Exist şi posibilitatea antrenarii directe a generatorului, fara utilizarea unui multiplicator.
I magine a butucului unei eoliene, dotat cu sistem de orientare a palelor (Sursa: Societatea Laborelec- Belgia)
Arborele generatorului sau arborele secundar antreneaza generatorul electric, sincron sau asincron, ce are una sau dou perechi de poli. El este echipat cu o frâna mecanica cu disc (dispozitiv de securitate), care limiteaza viteza de rotaie în cazul unui vânt violent. Pot exista şi alte dispozitive de securitate. Sistemul de racire Sunt prevzute sisteme de racire, atât pentru multiplicatorul de viteza ce transmite eforturile mecanice între cei doi arbori, cât şi pentru generator. Ele sunt constituite din radiatoare de apa sau ulei şi ventilatoare. Racirea cu ulei este utilizata pentru multiplicatoare.
Dispozitivele de masurare a vântului sunt de doua tipuri: o girueta pentru evaluarea directiei şi un anemometru pentru msurare vitezei. Informaiile sunt transmise sistemului numeric de comanda, care realizeaza reglajele în mod automat. Sistemul de orientare a nacelei este constituita dintr-o coroana dintata (cremaliera) echipata cu un motor. El asigura orientare eolienei şi "blocarea" acesteia pe axa vântului, cu ajutorul unei frâne.
Sistemul electronic de control a functionarii generale a eolienei şi a mecanismului de orientare. El asigura pornirea eolienei, reglarea înclinarii palelor, frânarea, ca şi orientarea nacelei în raport cu vântul. Pilonul este, în general, un tub de otel şi un turn metalic. El sustine turbina eoliana şi nacela. Alegerea înaltimii este importanta, deoarece trebuie realizat un bun compromis între pretul de construtcie şi expunerea dorita la vânt. În consecinta, odata cu creşterea înaltimii, creşte viteza vântului, dar şi preul. În general, înaltimea pilonului este putin mai mare decât diametrul palelor. Înaltimea eolienelor este cuprins între 40 şi 80 de metri. Prin interiorul pilonului trec cablurile care asigura conectarea la reteaua electrica.
- Despre noi
- Evenimente
- Consultanta
- Scurt istoric
- Energie eoliana
- Descriere turbina
- Proiecte
- Harta vanturilor
- Statistici
- Contact