هل يولد توربينات الرياح التيار المتناوب أو المباشر؟

قبل استكشاف ما إذا كانت توربينات الرياح تولد تيارًا بالتناوب أو التيار المباشر ، نحتاج أولاً إلى فهم مبدأ العمل الأساسي لتوربينات الرياح. كجهاز يحول طاقة الرياح إلى طاقة كهربائية ، فإن جوهر التوربينات الريفية هو استخدام طاقة الرياح لدفع دوران توربينات الرياح ، ثم زيادة سرعة الدوران من خلال آلة زيادة السرعة ، مما يؤدي في النهاية إلى توليد الكهرباء.
1 、 مبدأ العمل لتوربينات الرياح
تتكون توربينات الرياح بشكل أساسي من مكونات مثل الشفرات والمولدات والأبراج. عندما تهب الرياح فوق الشفرات ، تبدأ في التدوير تحت عمل الرياح ، وتتحول هذه الحركة الدورانية إلى الطاقة الحركية للرياح إلى طاقة ميكانيكية. بعد ذلك ، من خلال زيادة سرعة الدوران للشفرات من خلال مولد السرعة ، يمكن للمولد أن يعمل بسرعات أعلى ، وبالتالي تحويل الطاقة الميكانيكية بشكل أكثر فعالية إلى طاقة كهربائية.
2 、 توربينات الرياح تولد تيار بالتناوب
الناتج المباشر لقوة التيار المتردد: وفقًا لتكنولوجيا طاحونة الهواء الحالية ، تخرج توربينات الرياح مباشرة طاقة التيار المتردد. عندما تقود الرياح الشفرات إلى الدوران ويتم زيادة السرعة بواسطة الداعم ، فإن اللجادة الثابتة داخل المولد سيقطع خطوط المجال المغناطيسي ، مما يولد تيارًا بالتناوب. سيختلف حجم واتجاه هذا التيار المتناوب مع دوران الشفرات والتغيرات في سرعة الرياح ، وبالتالي فإن الإخراج هو تيار متناوب يتراوح من 13 إلى 25 فولت.
خصائص التيار المتناوب: سمة مناسبة التيار المتناوب هي أن حجم واتجاه التيار سيتغير بشكل دوري مع مرور الوقت. هذا في تناقض حاد مع التيار المباشر ، الذي يتم إصلاح حجمه واتجاهه. في توليد طاقة الرياح ، بسبب تدفق الهواء غير المستقر ، سوف يتقلب ناتج طاقة التيار المتردد للمولد.
3 、 لماذا لا تخرج توربينات الرياح مباشرة التيار المباشر
على الرغم من أن التيار المباشر له مزايا في سيناريوهات تطبيق معينة محددة مثل شحن البطارية ، ومزود طاقة تحميل DC ، وما إلى ذلك ، فإن توربينات الرياح عادة لا تخرج مباشرة التيار المباشر. هذا بسبب الأساس بسبب:
القيود الهيكلية للمولد: يحدد هيكل المولد الداخلي لتوربينات الرياح أنه أكثر ملاءمة لتوليد تيار متناوب. عن طريق قطع خطوط المجال المغناطيسي من خلال لف الجزء الثابت ، يمكن للمولد أن يولد بشكل طبيعي تيارًا متناوبًا.
كفاءة تحويل الطاقة: يعد تحويل طاقة الرياح مباشرة إلى تيار متناوب أكثر كفاءة من حيث كفاءة تحويل الطاقة. إذا كانت طاقة التيار المتردد يتم تحويلها إلى طاقة التيار المستمر ، فستكون هناك حاجة إلى معدات تصحيح إضافية ، مما سيزيد من فقدان الطاقة وتعقيد النظام.
متطلبات التطبيق العملي: تم تصميم معظم المعدات الكهربائية (مثل الأجهزة المنزلية ، والمعدات الصناعية ، وما إلى ذلك) لاستخدام التيار المتناوب. لذلك ، فإن الإخراج المباشر لطاقة التيار المتردد من توربينات الرياح أكثر تمشيا مع احتياجات التطبيق العملية.
4 、 معالجة الطاقة الكهربائية لنظام توليد طاقة الرياح
على الرغم من أن توربينات الرياح تخرج بشكل مباشر طاقة التيار المتردد ، في التطبيقات العملية ، يلزم إجراء مزيد من المعالجة للطاقة الكهربائية لتلبية احتياجات المعدات الكهربائية المختلفة. على سبيل المثال:
شحن التصحيح: يتم تصحيح إخراج طاقة التيار المتردد بواسطة توربينات الرياح أولاً بواسطة شاحن ليصبح طاقة DC ، ثم يتم شحنها إلى البطارية لتحويل الطاقة الكهربائية الناتجة عن توربينات الرياح إلى طاقة كيميائية للتخزين.
مزود الطاقة العاكس: عند الحاجة إلى طاقة التيار المتردد ، يتم تحويل الطاقة الكيميائية في البطارية إلى طاقة التيار الكهربائي 220 فولت من خلال مزود طاقة العاكس مع دائرة واقية ، مما يضمن الاستخدام المستقر.
5 、 اتجاه تطوير تكنولوجيا توليد طاقة الرياح
مع التقدم المستمر لتكنولوجيا توليد طاقة الرياح ، تزداد كفاءة التحويل لتوربينات الرياح وفقدان الطاقة ينخفض. في الوقت نفسه ، تتطور أنظمة توليد طاقة الرياح أيضًا نحو الذكاء والتنويع والتكامل والخضار. على سبيل المثال ، تحقيق التحكم الذكي وتشغيل توربينات الرياح المحسنة من خلال تكنولوجيا المعلومات الحديثة ؛ تطوير توربينات الرياح المناسبة لسيناريوهات التطبيق المختلفة ؛ دمج توليد طاقة الرياح مع أشكال أخرى من الطاقة ومعدات تخزين الطاقة ، وما إلى ذلك ، لبناء نظام شامل للطاقة.
باختصار ، توربينات الرياح تولد مباشرة تيار بالتناوب. على الرغم من أن هذا التيار المتناوب قد يتقلب مع التغييرات في سرعة الرياح ، إلا أنه يمكن أن يلبي احتياجات المعدات الكهربائية المختلفة من خلال تقنيات معالجة الطاقة اللاحقة. مع التطور المستمر لتكنولوجيا طاقة الرياح ، سيصبح موقعها في هيكل الطاقة المستقبلي ذا أهمية متزايدة.