Generatory stosowane w zawodowej energetyce wiatrowej

Energia wiatru wykorzystywana była od tysiącleci. Pierwsze wiatraki wybudowano w Persji około 640 roku przed naszą erą. W Europie potwierdzone pojawienie się elektrowni wiatrowych datuje się na rok 1180 w Normandii.

Jeśli chodzi o produkcję energii elektrycznej z wiatru, to pierwsze próby podjęto w 1891 roku. Pierwsza eksperymentalna elektrownia wiatrowa została zbudowana w Danii (zastosowano generator prądu stałego - tzw. dynamo). W roku 1918 pracowało około 120 elektrowni wiatrowych o mocy od 10 do 35 kW.


Pierwsza duża elektrownia wiatrowa o mocy 1,25 MW została zainstalowana w USA w roku 1941. Swoją moc nominalną osiągała przy prędkości wiatru 13,2 m/s. Niestety uległa ona uszkodzeniu 4 lata po uruchomieniu. Pierwsze elektrownie wiatrowe były konstrukcjami niedopracowanymi, problemy dotyczyły głównie technologii łopat oraz dynamiki całej turbiny.

Obecnie duże elektrownie wiatrowe to konstrukcje o mocy około 2 MW. Są to maszyny o poziomej osi obrotu, wyposażone w wirnik trójłopatowy, który zapewnia stałą wartość momentu obrotowego wirnika, co zapewnia stabilność całej konstrukcji. Występuje mała wrażliwość na podmuchy wiatru. Rozwiązanie takie zapewnia również łatwość w obrocie głowicy.


Na rynku dostępne są dwa rodzaje elektrowni wiatrowych:

- elektrownie dużej mocy wyposażone w generator asynchroniczny

- elektrownie dużej mocy wyposażone w generator synchroniczny

Różnice pomiędzy konstrukcją z generatorem asynchronicznym a synchronicznym

Maszyny z generatorem asynchronicznym ze względu na swój charakter pracy muszą być wyposażone w przekładnię. Należy pamiętać, iż najczęściej stosuje się generatory o zmiennej liczbie par biegunów. W przypadku słabej prędkości wiatru włącza się tzw. mały generator, natomiast, kiedy wzrasta prędkość wiatru włącza się tzw. duży generator.

Różnica w przypadku konstrukcji z generatorami synchronicznymi polega na tym, iż nie stosuje się przekładni. Wirnik generatora jest bezpośrednio połączony z wirnikiem turbiny. Stosuje się generatory synchroniczne specjalnej konstrukcji. Są to generatory o bardzo dużej liczbie par biegunów.


Podsumowanie

Częściej stosowane są elektrownie wiatrowe z generatorami asynchronicznymi, które posiadają zaletę w postaci niższych cen. Jednak obserwuje się coraz większe zainteresowanie maszynami opartymi na generatorach synchronicznych. (…)


Maciej Duraczyński, GLOBEnergia

Cały artykuł - GLOBEnergia 1/2009

Tagi: