Recherche sur la stabilité de la production d'énergie éolienne de l'axe vertical de l'aimant permanent

1 、 Introduction
Avec la demande mondiale croissante d'énergie renouvelable, la production d'énergie éolienne, en tant que forme d'énergie propre et renouvelable, a reçu une attention généralisée. Parmi eux, la production permanente de l'énergie éolienne de l'axe de l'aimant a montré de larges perspectives d'application dans le domaine de la production d'énergie éolienne en raison de sa structure unique et de son principe de travail. Cependant, le problème de stabilité de la production d'énergie éolienne de l'axe vertical permanent a toujours été l'un des facteurs clés restreignant son développement. Cet article vise à étudier la stabilité de la production d'énergie éolienne de l'axe vertical permanent, à analyser ses facteurs d'influence et à proposer des stratégies pour améliorer la stabilité.
2 、 Caractéristiques structurelles et principe de travail de la production d'énergie éolienne de l'axe vertical de l'aimant permanent
2.1 Caractéristiques structurelles
La structure centrale d'une éolienne permanente de l'aimant vertical comprend l'éolienne, l'arbre, le générateur et la tour. L'éolienne adopte une conception d'axe vertical et les lames tournent autour de l'axe vertical, qui peut capturer la force du vent de toutes les directions. Le générateur adopte une technologie de générateur synchrone aimant permanent, qui génère un champ magnétique fort à l'aide d'aimants permanents et fonctionne directement en synchronisation avec le rotor sans avoir besoin d'un dispositif d'excitation électrique. Il présente les avantages du poids léger, de la grande efficacité et de la bonne fiabilité. La tour supporte le poids de l'ensemble de l'appareil et place l'éolienne à une hauteur appropriée pour utiliser pleinement l'énergie éolienne.
2.2 Principe de travail
Le principe de travail de la production d'énergie éolienne de l'axe vertical de l'aimant permanent est basé sur le principe de la conversion d'énergie. Le vent entraîne les lames pour tourner, et les lames sont connectées à l'arbre principal, qui à son tour conduit le rotor du générateur pour couper les lignes d'induction magnétique, génère un courant induit et réaliser la conversion de l'énergie cinétique du vent en énergie mécanique des pales puis à l'énergie électrique du générateur. L'ensemble du processus implique des principes de mécanique des fluides, de transmission mécanique et d'électromagnétique.
3 、 Facteurs affectant la stabilité de la production d'énergie éolienne de l'axe vertical de l'aimant permanent
3.1 Efficacité de production d'énergie relativement faible
Bien que la production d'énergie éolienne de l'axe vertical de l'aimant permanent présente des avantages dans le démarrage à faible vitesse du vent et l'adaptation complexe de direction du vent, son efficacité de production d'électricité est relativement faible, nécessitant une zone plus grande et plus d'équipement pour obtenir la même capacité de production d'électricité. Cela a dans une certaine mesure affecté la stabilité et l'économie de sa production d'électricité.
3.2 Problèmes de stress et de fatigue mécaniques
Pendant le fonctionnement, les lames d'une éolienne permanente de l'axe vertical ont besoin de résister constamment à changer de vent et de direction, entraînant une contrainte mécanique importante et des dommages à la fatigue aux lames et aux composants mécaniques. Cela peut affecter le fonctionnement stable à long terme du générateur.
3.3 Complexité des stratégies de contrôle
La stratégie de contrôle des éoliennes permanentes de l'axe vertical est relativement complexe, nécessitant une surveillance en temps réel de la vitesse du vent, de la direction du vent et de l'état du générateur, et ajustant la vitesse et la direction de l'éolienne en fonction des algorithmes de contrôle pour obtenir des performances optimales de production d'énergie. Le degré d'optimisation de la stratégie de contrôle affecte directement la stabilité et l'efficacité opérationnelle du générateur.
4 、 Stratégies pour améliorer la stabilité de la production d'énergie éolienne de l'axe vertical de l'aimant permanent
4.1 Conception d'optimisation
Améliorer l'efficacité de la capture du vent en améliorant la forme et le matériau de l'axe vertical et du rotor; Optimiser les paramètres tels que le nombre de lame, la largeur de la lame et l'angle d'inclinaison de la lame pour améliorer ses performances de production d'énergie à différentes vitesses de vent; Améliorer la distribution du champ magnétique et la densité de flux du générateur pour améliorer son efficacité de conversion d'énergie électrique. De plus, l'utilisation de nouvelles structures telles que les générateurs d'aimant permanente de flux axial peut encore améliorer la stabilité et l'efficacité du générateur.
4.2 Améliorer la stratégie de contrôle
Introduire la théorie du contrôle moderne et les algorithmes d'intelligence artificielle, tels que l'apprentissage en profondeur, pour optimiser l'adaptabilité et l'efficacité opérationnelle des éoliennes; Adopter des stratégies de contrôle intelligentes telles que la maintenance prédictive basée sur les données et le contrôle adaptatif pour fournir des garanties pour le fonctionnement stable à long terme des éoliennes.
4.3 Renforcer la gestion des opérations et de la maintenance
Établir un système complet de gestion des opérations et de la maintenance, inspecter et maintenir régulièrement des éoliennes; Adopter une technologie de surveillance avancée pour surveiller l'état de fonctionnement en temps réel des éoliennes; Élaborer des plans d'urgence pour assurer une réponse rapide et une gestion des défauts en cas de situations inattendues.
5 、 Conclusion et perspective
La production d'énergie éolienne de l'axe vertical de l'aimant permanent présente des avantages significatifs dans le démarrage à faible vitesse du vent et l'adaptation complexe de direction du vent, mais ses problèmes d'efficacité de production et de stabilité relativement faibles sont toujours des facteurs clés restreignant son développement. En optimisant la conception, en améliorant les stratégies de contrôle et en renforçant le fonctionnement et la gestion de la maintenance, la stabilité de la production d'énergie éolienne de l'axe vertical de l'aimant permanent peut être efficacement améliorée. À l'avenir, avec le progrès continu et l'innovation de la technologie, la production d'énergie éolienne de l'axe à aimant permanent devrait jouer un plus grand rôle dans le domaine de l'énergie propre, contribuant à la transition énergétique mondiale et au développement durable.