Принципы работы ветровой электростанции

Существуют два принципа работы ветровой электростанции:

• С постоянной скоростью вращения ротора
• С переменной скоростью вращения ротора

Важно еще отметить, что применяют два способы регулирования активное и пассивное. Что касается активного регулирования, то тут существуют разные варианты влияния на скорость, а это и изменение угла атаки лопастей, и регулирование поворота гондолы, и применение редуктора. Все способы необходимы для образования необходимой мощности и необходимого качества, а также минимизации переходных механических нагрузок между ротором и валом, который соединяется непосредственно с генератором. Последнее влияет на сроки безаварийной работы станции.

Регулирование параметров питания станции по направлению ветра (Yaw Control)

Этот способ регулирования заключается во вращении гондолы по оси относительно ветра. Существует два способа регулирования вращения: пассивный и активный. При пассивном способе вращение происходит с помощью киля. Такой способ используют только в маломощных ветровых установках. При активном способе вращение осуществляется с помощью приводного двигателя, который посредством зубчатой передачи вращает гондолу. Не точная ориентация ротора относительно ветра влияет на выходную мощность электростанции.

Регулирование угла наклона лопастей (Active Pitch Regulation)

Этот способ регулирует скорость вращения с помощью изменения угла наклона атаки лопастей на основе системы управления, которая считывает и обрабатывает информацию о выходной мощности и скорости ветра. Такое регулирование влияет на баланс вращательных и тормозных сил, которые действуют на на лопасти ротора и таким образом позволяет удерживать постоянной скорость вращения турбины. Одну из таких систем разработала фирма Vestas и называется она OptiTip. Механизмы управления этой системы находятся в центре ротора и состоят из отдельных гидравлических приводов для каждой лопасти. Система OptiTip может работать совместно с системами фирмы Vestas OptiSlip и OptiSpeed. Недостатком такой системы есть наличие движущихся деталей, что в целом увеличивает возможность поломки.

Регулирование изменением нагрузки (Load Control)

Этот способ заключается в изменении сопротивления нагрузки, который является механической нагрузкой для генератора. С помощь такого способа рабочая точка станции «перемещается» с одной механической характеристики на другую, более подходящей для создавшихся условий скорости и направления ветра.

Регулирование вращения ротора элеронами лопастей (Aileron Control)

Это устарелый метод регулирования, который заключается в изменении аэродинамической характеристики лопастей при изменении формы лопасти с помощью так званных элеронов. Этот метод используют в авиации при взлете и посадки самолета.