1-1- انواع توربینهای بادی سرعت متغیر و ژنراتورهای استفاده شده در آنها
تکنولوژی‌های استفاده از باد برای تولید انرژی الکتریکی و توربینهای بادی مدرن امروزی از سال 1970 میلادی شروع به توسعه کرده‌اند و سرعت پیشرفت آنها از سال 1990 میلادی تاکنون بیش از پیش بوده است. با پیشرفتهای چشمگیری که در عرصه سوئیچهای الکترونیک قدرت در سالهای پایانی قرن گذشته اتفاق افتاد و با توجه به پایین بودن راندمان توربین های بادی با ساختار سرعت ثابت، ساختار سرعت متغیر معرفی گردید. طی دهه ی اول قرن بیست و یکم، این ساختار محبوبترین ساختار بین تولیدکنندگان توربینهای بادی بود. امروزه بیشتر توربین های نصب شده در سطح جهان از این نوع هستند. این ساختار به دلیل آنکه سرعت آن به خوبی قابل کنترل بوده و به همین دلیل راندمان آن بسیار بالاتر از انواع پیشین است، هنوز هم مورد استقبال قرار میگیرد.
با توجه به حضور یا عدم حضور جعبه‌دنده میتوان توربینها را در دو دسته‌ی بدون جعبه‌دنده (DD[2]) و یا دارای جعبه‌دنده (GD[3]) طبقه‌بندی نمود. طبقه بندی‌های دقیق‌تر آنها را در سه دسته‌ی زیر جای می‌دهند:
- توربینهای با جعبه‌دنده چند پله یا توربینهای سرعت بالا
- توربینهای با جعبه‌دنده تک پله یا توربینهای سرعت متوسط
- توربینهای بدون جعبه‌دنده یا توربینهای سرعت پایین
انواع مختلفی از ژنراتورهایی که در این نوع توربینها مورد استفاده قرار میگیرند عبارتند از:
1-1-1- ژنراتور القایی
- ژنراتورهای القایی قفس سنجابی
این ماشین در ردیف ژنراتورهای القایی سرعت ثابت قرار میگیرد. امروزه پرکاربردترین ماشین در توربین های بادی ماشینهای القایی است[1]. یکی از مهمترین مباحث تحقیقاتی در زمینه توربین بادی مجهز به ماشین های القایی ، کنترل سرعت ماشین القایی میباشد. امکان کنترل سرعت در این نوع ژنراتور وجود ندارد و تغییرات سرعت از بی باری تا بار کامل حداکثر بین 2 تا 4 در صد میباشد. به این دلیل عموماً به این نوع ماشین لفظ ژنراتور سرعت ثابت اطلاق میگردد. این ژنراتورها حداکثر تا قدرت 750 کیلو وات مورد بهره برداری قرار میگیرند. از آنجایی که امکان تغییر سرعت در این ژنراتورها وجود ندارد، لذا امکان ماکزیمم کردن توان قابل استحصال از باد نیز وجود
نخواهد داشت. تنها روشی که می توان بر اساس آن سرعت این نوع ماشین ها را تغییر داد، استفاده از ماشین های 4 قطب و 6 قطب است زیرا استفاده از دو قطب این امکان را فراهم میکند که ماشین بتواند در فرکانس 50 هرتز در سرعتهای 1000 و 1500 دور بر دقیقه کار کند.
شکل 1-2: ساختار کلی توربین بادی سرعت متغیر با ژنراتور القایی قفس سنجابی
- ژنراتورهای القایی روتور سیم بندی شده
در شکل 1-3، شماتیک یک توربین مجهز به ژنراتور روتور سیم بندی شده را نشان میدهد.
شکل1-3: توربین بادی مجهز به ژنراتور القایی[2]
با توجه به اینکه در ژنراتورهای روتور سیم بندی شده امکان تغییر مقاومت روتور وجود دارد، می توان تغییر سرعت محدودی را برای این نوع ماشین متصور بود. این موضوع در شکل 1-4 نشان داده شده است.
شکل1-4: کنترل سرعت توربین بادی مجهز به ژنراتور القایی روتور سیم بندی شده[2]
در ژنراتور القایی روتور سیمبندی شده با امکان تغییر سرعت محدود، میتوان علاوه بر استحصال بیشتر انرژی از باد ، تنش های وارد بر توربین را نیز کاهش داد. در این ژنراتور ها یک بانک مقاومتی متغیر سه فاز که از طریق حلقه های لغزان به سیم پیچ های روتور وصل شده و وظیفه تغییر سرعت ماشین را بر عهده دارد. در این نوع ماشین ها امکان تغییر سرعت بین 5 تا 10 درصد سرعت سنکرون وجود دارد[3].
- ژنراتور های القایی با تغذیه دوگانه
فرم در حال بارگذاری ...
