ما هما التقنيتان الأساسيتان لتكنولوجيا توليد طاقة الرياح؟

الأول هو تخزين طاقة البطارية لضمان استخدام الكهرباء في حالة عدم وجود رياح؛ والثاني هو الجمع بين توليد طاقة الرياح وطرق توليد الطاقة الأخرى (مثل توليد الطاقة بمحركات الديزل) لتزويد الوحدات أو القرى أو الجزر بالكهرباء؛ ثالثًا، يتم دمج توليد طاقة الرياح في شبكة الطاقة التقليدية للتشغيل، مما يوفر الطاقة لشبكة الطاقة الكبيرة. غالبًا ما تقوم مزرعة الرياح بتركيب العشرات أو حتى المئات من توربينات الرياح، وهو الاتجاه الرئيسي لتطوير توليد طاقة الرياح.

المكونان الرئيسيان لنظام توليد طاقة الرياح هما توربينات الرياح والمولد. تعد تقنية التحكم في درجة الحرارة المتغيرة وتكنولوجيا توليد الطاقة ذات التردد الثابت المتغير لتوربينات الرياح اتجاهات تطوير تكنولوجيا توليد طاقة الرياح والتقنيات الأساسية لتوليد طاقة الرياح اليوم. وفيما يلي مقدمة موجزة لهذين الجانبين.

1. ضبط مسافة الملعب لتوربينات الرياح

تلتقط المروحة طاقة الرياح من خلال المكره وتحولها إلى عزم دوران ميكانيكي يعمل على المحور. يتم تحقيق تعديل درجة الصوت المتغير عن طريق تغيير الزاوية بين الجانب المواجه للريح للشفرة والمحور الطولي للدوران، وبالتالي التأثير على ضغط ومقاومة الشفرة، مما يحد من زيادة طاقة خرج المروحة أثناء الرياح القوية، ويحافظ على ثبات طاقة الإخراج. يتم تنعيم منحنى خرج الطاقة للمروحة من خلال تعديل درجة الصوت المتغيرة. عندما تكون سرعة الرياح المقدرة أقل من ذلك، يضع جهاز التحكم زاوية هجوم الشفرات بالقرب من الصفر دون إجراء أي تغييرات، وهو ما يعادل تقريبًا تعديل درجة الصوت المستمر. عندما تكون سرعة الرياح المقدرة أعلى من ذلك، فإن هيكل التحكم في درجة الحرارة المتغيرة يصبح ساري المفعول، ويضبط زاوية الهجوم للشفرة، ويتحكم في طاقة الخرج بالقرب من القيمة المقدرة. سرعة البدء للمروحة ذات الملعب المتغير أقل من سرعة المروحة ذات الملعب الثابت، ويتم تخفيف ضغط التأثير المنقول أثناء إيقاف التشغيل نسبيًا. أثناء التشغيل العادي، يتم استخدام التحكم في الطاقة بشكل أساسي. وفي التطبيقات العملية، تتناسب القوة طرديًا مع مكعب سرعة الرياح. التغيرات الصغيرة في سرعة الرياح يمكن أن تؤدي إلى تغييرات أكبر في طاقة الرياح.

نظرًا لحقيقة أن تأثير توربينات الرياح المتغيرة لتعديل المسافة أصغر بكثير من توربينات الرياح الأخرى، فإنه يمكن أن يقلل من استخدام المواد والوزن الإجمالي. علاوة على ذلك، عندما تكون سرعة الرياح منخفضة، يمكن لتوربينات الرياح ذات الدرجات المتغيرة أن تحافظ على زاوية هجوم جيدة للشفرات، مما يوفر إنتاج طاقة أفضل من توربينات الرياح المنظمة المتوقفة ويجعلها أكثر ملاءمة للتركيب في المناطق ذات متوسط ​​سرعة الرياح المنخفضة.

ميزة أخرى لتعديل درجة الحرارة المتغيرة هي أنه عندما تصل سرعة الرياح إلى قيمة معينة، يجب إيقاف مروحة المماطلة، ويمكن أن تتغير مروحة درجة الحرارة المتغيرة تدريجيًا إلى وضع توسيع الجناح الكامل بدون تحميل لتجنب إيقاف التشغيل وزيادة توربينات الرياح توليد الطاقة.

عيب تعديل درجة الصوت المتغير هو حساسيته لاستجابة العاصفة. نظرًا لنبض الطاقة الصغير نسبيًا الناتج عن اهتزاز الرياح، تكون مروحة التحكم في درجة الحرارة المتغيرة كبيرة نسبيًا، خاصة بالنسبة لتوربينات الرياح ذات السرعة الثابتة التي تستخدم طريقة درجة الحرارة المتغيرة، فإن هذا الموقف أكثر وضوحًا. لذلك، ليس من الضروري أن تكون سرعة استجابة نظام الدرجات المتغيرة لتوربينات الرياح سريعة بما يكفي للحد من هذه الظاهرة.

2. مولد توربينات الرياح بتردد ثابت متغير السرعة

يتم استخدام مولدات التغذية المزدوجة المثارة بالتيار المتردد بشكل شائع في توربينات الرياح ذات التردد الثابت متغيرة السرعة، والتي لها هيكل مشابه للمحرك التحريضي المتعرج، ولكن مع حلقات انزلاقية وفرش على ملف الدوار. بهذه الطريقة، ترتبط سرعة دوران الجزء المتحرك بتردد الإثارة. ولذلك، فإن العلاقة الكهرومغناطيسية الداخلية للمولد الذي يتم تغذيته بشكل مضاعف تختلف عن تلك الموجودة في المولد غير المتزامن والمولد المتزامن، ولكنها تتميز ببعض خصائص كل من المولدات غير المتزامنة والمتزامنة. إثارة التيار المتردد ذات التغذية المزدوجة لتوربينات الرياح ذات التردد الثابت لا يمكنها فقط تحقيق تردد ثابت متغير السرعة من خلال التحكم في السعة والطور والتردد لإثارة التيار المتردد، ولكنها تحقق أيضًا التحكم في الطاقة النشطة والمتفاعلة، وتلعب دورًا في تعويض الطاقة التفاعلية شبكة الطاقة.