Принцип работы ветрогенератора основан на преобразовании кинетической энергии ветра в механическую энергию вращения ротора, который в свою очередь посредством прямой передачи или через редуктор передает вращение генератору. По какому принципу поток ветра заставляет вращаться ротор? Секрет кроется в самих лопастях. Они сделаны таким образом, что при обтекании их ветром создается разница давления между нижней и верхней частью лопасти и лопасть затягивается в область низкого давления. Таким образом возникает вращательное движение.

Основной задачей ветровой установки есть работа при минимальном потоке ветра и защита установки от чрезмерных нагрузок при сильных порывах ветра. Для этого используют различные варианты регулирования и защиты, которые мы рассмотрим в нашей статье ниже.

Конструкция ветровой электростанции

Основным элементом ветроэлектростанции есть турбина, которая преобразует энергию ветра в механическую энергию, которая передается генератору. Широкое применение приобрели трехлопастные роторы хотя можно встретить и двух лопастные. Лопасти изготавливают из стекловолокна, усиленного полиэстером. Конструкцию мощной ветровой электростанции смотрите на рисунке:

А на следующих рисунках показаны фото сборки гондол фирмы Vestas. Фирма Vestas производит промышленные ветровые электростанции, которые работают для нужд общих электросетей.

Кроме упомянутых систем регулирования используют еще метод изменения угла лопастей (0⁰ — 80⁰) с помощью гидравлики.

Ротор станции устанавливают на низкооборотистом валу обороты которого через редуктор передаются быстрооборотистому валу. Быстрооборотистый вал соединяется с генератором. Ротор вращается со скоростью 15-30 об/мин, а с помощью редуктора обороты повышают в 50 раз до 1500 об/мин. В качестве генератора используют асинхронный электродвигатель. Такую систему передачи вращающего момента применяют в ветровых станциях мощностью до 200 кВт. В электростанциях большой мощности, как правило, применяют непосредственный привод изменяя только число пар полюсов самого генератора для соответствующих оборотов.

Ветровые турбины оснащены надежной системой безопасности в том числе аэродинамической системой торможения. Для аварийной остановки ротора используют дисковые тормоза.

В гондоле размещено все основное оборудование, а это:

• Генератор
• Редуктор
• Механизм поворота гондолы
• Трансформатор
• Система смазывания
• Система охлаждения
• Тормозная система
• Микропроцессорная система управления всеми механизмами

Ветровые установки небольшой мощности имеют значительно проще конструкцию. У них вместо сложного поворотного механизма установлен киль, с помощью которого происходит вращение относительно ветра, по принципу флюгера.

Также есть ветровые электростанции с вертикальным ротором, например, Darrieusa, Savoniusa. Но такой вид роторов нашел применение только в электроустановках небольшой мощности от 0,1  до 20 кВт.

Конструкция и принцип работы маломощных ветровых установок очень хорошо и подробно показано во в этом видео: