В настоящее время мировой рынок ветроэнергетики характеризуется огромным разнообразием предлагаемых решений. Доступны установки с установленной мощностью от нескольких сотен ватт до 4,5 МВт. Ветряные электростанции делятся на электростанции, работающие в отдельной сети (например, аккумуляторные батареи) или работающие в электрической сети.
Ротор практически является самой важной частью конструкции, потому что он используется для преобразования энергии ветра в механическую энергию. Гондола расположена таким образом, что она может вращаться, чтобы непрерывно приводить крылья ротора в направлении ветра, но она отвечает за коробку передач, расположенную в верхней части башни вместе с двигателем. Внутри гондолы находится генератор, который соединен через скоростной вал с коробкой передач, а затем через тихоходный вал с ротором. На тихоходном валу имеется тормоз, ограничивающий вращение вала при сильном ветре.
Генераторы, типы систем
Тип используемого генератора зависит от размера ветряной турбины и цели, для которой он будет использоваться. Можно выделить два решения: электростанции, работающие в отдельной сети, и электростанции, подключенные к центральной электрической сети. Первые являются независимыми источниками энергии, в которых в постоянных магнитах используются генераторы постоянного тока или небольшие трехфазные генераторы. Они характеризуются тем, что работают с переменной скоростью вращения ротора. Типичная система с использованием генератора постоянного тока состоит из аккумулятора, в котором собирается энергия, регуляторов напряжения и, необязательно, инверторов для генерации переменного напряжения. Сейчас Харьковский «Электротяжмаш» будет производить генераторы для ветровых турбин, подробней на сайте http://www.spetm.com.ua/index.php/news/elektrotyazhmash-budet-proizvodit-generatory-dlya-vetrovykh-turbin.
Генераторы переменного тока также обеспечивают постоянный ток. Для этого необходимо выпрямить напряжение и отрегулировать его соответствующим образом. В связи с тем, что значение напряжения и частоты зависит от скорости ветра, необходимо использовать систему, для получения постоянных значений частоты и амплитуды напряжения, но с дополнительно размещенным инвертором. Диапазон номинальных напряжений, при которых работают автономные системы, составляет (12-230) В постоянного или переменного тока.
Электроэнергия, вырабатываемая на таких электростанциях, должна иметь те же параметры (частоту и напряжение), что и сеть, с которой сотрудничает ВЭС. Обычно скорость турбины поддерживается постоянной, но также используются системы, работающие с переменной скоростью. Для увеличения годового производства энергии используются два генератора, один из которых работает при высоких скоростях ветра, а другой - при более слабых ветрах.
Другое решение - генераторы с переключаемым (регулируемым) числом пар полюсов. Это также дает возможность работать на разных скоростях генератора. Во время запуска генераторы подключаются к сети с помощью тиристорных систем, которые затем шунтируются контакторами.
