6.KONTROLA MOCY

               Turbina wiatrowa zamienia energię kinetyczną wiatru na energię elektryczną. Działanie sił aerodynamicznych na łopatki wirnika wytwarza moment obrotowy który napędza prądnicę. Wraz z zwiększającą się prędkością powietrza, w trzeciej potędze rośnie moc otrzymywana z turbiny. Sytuacja ta wymaga szybko reagującego układu kontroli mocy, celem uniknięcia przeciążeń mechanicznych i elektrycznych w elektrowni wiatrowej.

               Moc ta, w współczesnych turbinach wiatrowych regulowana jest dwoma różnymi sposobami. Bardziej pasywna i łatwiejsza konstrukcyjnie jest metoda „stall control” a aktywna to „pitch control” Dawniej większość małych i średnich turbin używały tej prostszej metody, ale obecnie coraz częściej stawia się turbiny z układem kontroli „pitch control”, który oferuje więcej możliwości wpłynięcia na eksploatacje turbiny wiatrowej.

               W metodzie tej łopatki wirnika mają stały kat natarcia, czyli nie obracają się wokół własnej osi. Mają one specjalną konstrukcję a ich kąt natarcia jest tak dobrany, że dla opływu łopatki prze powietrze, z prędkościami większymi od nominalnej wartości, następuje oderwanie strugi powietrza, co przedstawione jest na rysunku 19. Obniża to siłę nośną i zwiększa opór stawiany przez łopatkę, co przeciwdziała dalszemu wzrostowi mocy wirnika. Łopatki posiadają pewne wzdłużne skręcenie, czyli w różnej odległości od osi obrotu, łopatka ma różny kąt ustawienia (bliżej osi obrotu większy, dalej bardziej równoległy do płaszczyzny obrotu). Dzięki temu oderwanie strugi następuje stopniowo w różnych częściach łopatki. Rozpoczyna się od tych części łopatki które są bliżej osi obrotu. Po przekroczeniu nominalnych prędkości wiatru moc otrzymywana z wirnika oscyluje wzglądem wartości nominalnej.

Rys.18.Struga ciągła. Prędkość wiatru w zakresie prędkości nominalnych.

Rys.19.Oderwanie strugi. Prędkość wiatru przekracza wartości nominalne.

               Turbiny z kontrolą mocy polegającą na oderwaniu strugi są prostsze w konstrukcji, od turbin z nastawnymi łopatkami. W porównaniu z turbinami o regulacji typu „pitch control” maja następujące zalety:

               Kontrola mocy polegającą na oderwaniu strugi, zazwyczaj zastosowana jest w elektrowniach o stałej prędkości obrotowej (lub dwóch stałych prędkościach).