9.STAŁA – ZMIENNA – PRĘDKOŚĆ OBROTOWA

Trzy główne zjawiska zakłócające pracę elektrowni :

ü      Wahania prądu spowodowane oddziaływaniem wieży na mijającą ją łopatkę. (tak zwany „shadow effect”).

ü      Wahania oddawanej mocy spowodowane podmuchami wiatru.

ü      Dodatkowe harmoniczne prądu które wprowadzane są przez przekształtniki.

Powyższe zjawiska, warunki ekonomiczne, oraz możliwości uzyskiwania różnych współczynników wykorzystania energii wiatru, określają wybór rozwiązania elektrowni wiatrowej. Zastosowanie znalazły dwa typy elektrowni wiatrowych:

9.1.Elektrownie o stałej prędkości obrotowej

Charakterystyka:

Przy bezpośrednim połączeniu generatora indukcyjnego do sieci wirnik obraca się niemal z stałą prędkością. Mocna sieć i ilość biegunów określają nam obroty wału. Jedyna możliwość zmian prędkości obrotowej umożliwiona jest w zakresie poślizgu generatora.

W elektrowni o stałej prędkości obrotowej prędkość wierzchołka łopatki względem prędkości wiatru λ, nie może być utrzymywana na stałym poziomie, jak ma to miejsce w elektrowniach ze zmienną prędkością obrotową. Oznacza to że, wydajność aerodynamiczna osiąga swoje optimum dla jednej tylko prędkości wiatru. Dla wszystkich innych prędkości wiatru sprawność jest mniejsza od maksymalnej.

W celu lepszego dopasowania prędkości wirnika, często stosowane są dwuprędkościowe generatory indukcyjne (o zmiennej ilości biegunów). Dla małych prędkości wiatru generator pracuje przy niższej prędkości obrotowej (więcej biegunów) a dla wyższych prędkości wiatru z większą prędkością obrotową (mniejsza ilość biegunów).

Zalety systemu ze stałą prędkością obrotową:

Rozwiązania:

a)      Elektrownie z przekładnią: Jako generator pracuje maszyna szybkoobrotowa. Jest to maszyna indukcyjna jedno lub dwubiegowa.

b)      Elektrownie bez przekładni. Jako generator pracuje maszyna wolnoobrotowa. Jest to maszyna synchroniczna, jej obroty muszą być dokładnie dopasowane do częstotliwości sieci.