10.2.Układ z maszyną asynchroniczną dwubiegową.

10.2.1.Bezpośrednie podłączenie do sieci.

            W pierwszych elektrowniach wiatrowych jako generator stosowano prądnice asynchroniczną klatkową bezpośrednio podłączaną do sieci. Prądnica z wirnikiem była połączona przez przekładnię. Rozwiązanie to charakteryzuje się tym że jest proste i tanie.

Wirnik obraca się z stałą prędkością obrotową (zmiany prędkości wynikają jedynie z poślizgu maszyny). Istnieje niebezpieczeństwo wypadnięcia maszyny z synchronizmu przy silnych podmuchach wiatru.

            Generator pracuje nadsynchronicznie. Oddaje do sieci moc czynną, ale pobiera moc bierną indukcyjną, konieczna do magnesowania maszyny. Do skompensowania poboru mocy biernej indukcyjnej, włącza się na wyjściu generatora kondensatory.

            Jak wiadomo wykorzystuje się tylko część energii zawartej w wietrze. Żeby uzyskać maksymalny współczynnik wykorzystania energii, wirnik musi obracać się z prędkością odpowiednią do prędkości wiatru. Rozwiązanie to nie może tego zapewnić, dlatego elektrownia przez większość czasu nie pracuje z optymalna wydajnością.

            Brak jest możliwości sterowania mocą a kondensatory nie zapewniają pełnej kompensacji mocy biernej w całym zakresie obciążeń. W przypadku zaniku napięcia sieci, możliwy jest gwałtowny wzrost napięcia na zaciskach stojana maszyny co może doprowadzić do uszkodzenia izolacji.

            Moc oddawana przez taką elektrownię nie jest stabilna, występują tak zwane fluktuacje spowodowane tym, że zmiany momentu na wale przenoszą się na zmiany mocy oddawanej do sieci.

            Rozwiązanie to stosowane jest do dzisiaj. Rozpowszechnione jest zwłaszcza w Danii. Maszyna asynchroniczna klatkowa dwubiegowa połączona jest silnikiem wiatrowym przez przekładnie. Przedstawia to rysunek 31.

             

 

Rys.31.Elektrownia wiatrowa z maszyną asynchroniczną.

 

            Prędkość wirnika maszyny jest utrzymywana przez sieć. Przy zmianie obciążenia prędkość zmienia się jedynie w zakresie poślizgu maszyny. Układ nie wymaga synchronizacji z siecią. Rozruch elektrowni dokonywany jest za pomocą włącznika tyrystorowego, który później jest zwierany przez stycznik główny. Włącznik tyrystorowy działa tylko przez chwilę i zmniejsza on prąd rozruchowy. Jest to tak zwany „soft start”.