три лопасти, поддерживаемые ступицей, составляющей ротор Ветряные турбины Обычно они состоят из трех лопастей, поддерживаемых ступицей, составляющей ротор, и установленных на вершине вертикальной мачты. Этот узел фиксируется гондолой, в которой находится генератор. Электродвигатель дает возможность ориентировать ротор так, чтобы он всегда был обращен к ветру. Лопасти позволяют преобразовывать кинетическую энергию ветра (энергию, которой обладает тело из-за своего движения) в механическую энергию (механическое движение лопастей). Ветер вращает лопасти от 10 до 25 оборотов в минуту. Скорость вращения лопастей зависит от их размера : чем они больше, тем менее быстро вращаются. Генератор преобразует механическую энергию в электрическую. Большинство генераторов должны работать на высоких скоростях (от 1000 до 2000 оборотов в минуту) для выработки электроэнергии. Поэтому сначала необходимо, чтобы механическая энергия лопастей проходила через мультипликатор, роль которого заключается в ускорении движения медленного трансмиссионного вала, соединенного с лопастями, к быстрому валу, соединенному с генератором. Электричество, вырабатываемое генератором, имеет напряжение около 690 вольт, которое не может быть использовано напрямую, оно обрабатывается через преобразователь, и его напряжение увеличивается до 20 000 вольт. Затем он вводится в электрическую сеть и может быть распределен среди потребителей.
Ветряная турбина с горизонтальной осью состоит из мачты, гондолы и ротора. Описание ветряной турбины Основание, часто круглое и железобетонное в случае наземных ветряных турбин, которое поддерживает общую конструкцию; Мачта 6 или башня, в нижней части которой мы находим трансформатор, позволяющий увеличить напряжение производимой электроэнергии, чтобы ввести ее в сеть; Гондола 4, конструкция, поддерживаемая мачтой, в которой размещены различные механические элементы. Ветряные турбины с прямым приводом отличаются от тех, которые оснащены зубчатыми передачами (коробка передач / коробка передач 5) в зависимости от типа используемого генератора переменного тока. Обычные генераторы переменного тока требуют адаптации скорости вращения по отношению к начальному движению ротора; Ротор 2, вращающаяся часть ветряной турбины, расположенная высоко для того, чтобы улавливать сильные и регулярные ветры. Он состоит из 1 лопастей из композитного материала, которые приводятся в движение кинетической энергией ветра. Соединенные ступицей, каждый из них может иметь длину в среднем от 25 до 60 м и вращаться со скоростью от 5 до 25 оборотов в минуту.
Мощность ветряной турбины Мощность - это количество энергии, произведенной или переданной за одну секунду. Установленные в настоящее время ветряные турбины имеют максимальную мощность от 2 до 4 МВт, когда ветер достаточно сильный. Рассмотрим ветряную турбину, лопасти которой имеют радиус r. Он подвержен ускорению ветра со скоростью v. Энергия, улавливаемая ветряной турбиной, пропорциональна кинетической энергии ветра, проходящего через ветряную турбину. Вся эта энергия не может быть получена, потому что скорость ветра не равна нулю после ветряной турбины. Максимальная мощность (энергия в секунду), захваченная ветряной турбиной, определяется формулой Бетца : P = 1,18 * R² * V³ R в метрах V в метрах в секунду P в ваттах Зная размеры ветрогенератора и скорость ветра на данном участке, мы можем, используя эту формулу, оценить мощность ветряка. На практике полезная мощность ветряной турбины меньше P. Это связано с тем, что от ветра до распределения существует несколько этапов преобразования энергии, каждый со своим КПД : ветер по отношению к кинетической энергии пропеллера Генератор электроэнергии на трансформатор Выпрямитель для хранения для распределения. Оптимальный КПД составляет 60 – 65%.0 Для коммерческих ветряных турбин КПД находится в диапазоне от 30 до 50%.0
Ветряная турбина и коэффициент загрузки Даже если ветряная турбина не всегда работает на полную мощность, она работает и вырабатывает электроэнергию в среднем более 90% времени. Чтобы охарактеризовать понятие «доставляемость» ветряной турбины, энергетические компании используют показатель, называемый коэффициентом нагрузки. Этот показатель измеряет соотношение между энергией, производимой единицей производства электроэнергии, и энергией, которую она могла бы произвести, если бы постоянно работала на максимальной мощности. Средний коэффициент ветровой нагрузки составляет 23%.0