पवन ऊर्जा उत्पादन चयन गाइड: सबसे उपयुक्त जनरेटर कैसे चुनें?

पवन ऊर्जा उत्पादन का मूल उद्देश्य पवन ऊर्जा को कुशलतापूर्वक और विश्वसनीय रूप से विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करना है, और जनरेटर का चयन सीधे तौर पर प्रणाली के प्रदर्शन और लागत को प्रभावित करता है। पवन टर्बाइनों के वर्तमान मुख्यधारा प्रकारों में अतुल्यकालिक जनरेटर, दोहरी फीड इंडक्शन जनरेटर और स्थायी चुंबक तुल्यकालिक जनरेटर शामिल हैं, जिनमें से प्रत्येक के अपने फायदे और नुकसान हैं, जिन्हें अनुप्रयोग परिदृश्य के अनुसार मिलान करने की आवश्यकता है।

1、 एसिंक्रोनस जेनरेटर: शुरुआती लोगों के लिए कम लागत वाला विकल्प

सिद्धांत: विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के माध्यम से बिजली उत्पन्न करने से, रोटर की गति तुल्यकालिक गति से थोड़ी अधिक होती है, और प्रतिक्रियाशील शक्ति को पावर ग्रिड से अवशोषित करने की आवश्यकता होती है।
लाभ:

सरल संरचना: ब्रश रहित और स्लिप रिंग, कम रखरखाव लागत, कठोर वातावरण के लिए उपयुक्त।

कम कीमत: परिपक्व तकनीक, कम प्रारंभिक निवेश।

नुकसान:

दक्षता औसत है: उत्तेजना हानि के परिणामस्वरूप दक्षता लगभग 85% -90% होती है।

प्रतिक्रियाशील शक्ति क्षतिपूर्ति आवश्यक है: अतिरिक्त कैपेसिटर या क्षतिपूर्ति उपकरणों को कॉन्फ़िगर करने की आवश्यकता है, अन्यथा यह ग्रिड वोल्टेज को प्रभावित करेगा।

लागू परिदृश्य: छोटे और मध्यम आकार की पवन ऊर्जा प्रणालियाँ, उच्च ग्रिड स्थिरता वाले क्षेत्र (जैसे ग्रामीण वितरित पवन ऊर्जा)।

2、 डबल फेड इंडक्शन जेनरेटर (DFIG): दक्षता और लागत का संतुलन

सिद्धांत: स्टेटर सीधे ग्रिड से जुड़ा होता है, और रोटर परिवर्तनीय गति स्थिर आवृत्ति संचालन प्राप्त करने के लिए एक इन्वर्टर के माध्यम से ग्रिड से जुड़ा होता है।
लाभ:

परिवर्तनीय गति संचालन: यह 3-25 मीटर/सेकंड की पवन गति सीमा के भीतर कुशलतापूर्वक बिजली उत्पन्न कर सकता है, जिससे पवन ऊर्जा उपयोग की सीमा का विस्तार होता है।

आंशिक शक्ति रूपांतरण: रोटर पक्ष पर केवल 25% -30% शक्ति को संसाधित करने की आवश्यकता होती है, और कनवर्टर की लागत कम होती है।

प्रतिक्रियाशील शक्ति समर्थन: ग्रिड स्थिरता में सुधार के लिए इनवर्टर के माध्यम से प्रतिक्रियाशील शक्ति क्षतिपूर्ति प्रदान करें।
नुकसान:

जटिल संरचना: उच्च यांत्रिक विफलता दर के साथ गियरबॉक्स और स्लिप रिंग की आवश्यकता होती है।

लागू परिदृश्य: बड़े तटवर्ती पवन फार्म, उच्च वायु गति उतार-चढ़ाव वाले क्षेत्र (जैसे पहाड़ी क्षेत्र और तटीय क्षेत्र)।

3、 स्थायी चुंबक तुल्यकालिक जनरेटर (PMSG): एक कुशल और कम रखरखाव वाला भविष्य

सिद्धांत: चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करने के लिए स्थायी चुंबकों का उपयोग करने से, बाहरी उत्तेजना की आवश्यकता नहीं होती, जिसके परिणामस्वरूप उच्च दक्षता प्राप्त होती है।
लाभ:

उच्च दक्षता: कोई उत्तेजना हानि नहीं, दक्षता 95% से अधिक तक पहुंच सकती है, विशेष रूप से कम हवा की गति वाले क्षेत्रों के लिए उपयुक्त।

कॉम्पैक्ट संरचना: इलेक्ट्रिक ब्रश और स्लिप रिंग की आवश्यकता नहीं, कम विफलता दर, तथा रखरखाव लागत में 30% से अधिक की कमी।

प्रत्यक्ष ड्राइव के लाभ: ब्लेड से सीधे जुड़ा हुआ (बिना गियरबॉक्स के), शोर को 10-15 डेसिबल तक कम करता है।

नुकसान:

उच्च लागत: स्थायी चुंबक सामग्री (जैसे नियोडिमियम आयरन बोरॉन) की कीमत में बहुत उतार-चढ़ाव होता है, और प्रारंभिक निवेश अधिक होता है।

लागू परिदृश्य: अपतटीय पवन ऊर्जा, कम हवा की गति वाले अंतर्देशीय क्षेत्र, और शोर संवेदनशील वातावरण (जैसे आवासीय क्षेत्रों के पास)।

4. कैसे चुनें? मुख्य बात इन तीन बिंदुओं पर ध्यान केंद्रित करना है

हवा की गति की स्थिति:

कम हवा की गति क्षेत्र (वार्षिक औसत हवा की गति<6 मी/से): एक स्थायी चुंबक तुल्यकालिक जनरेटर (उच्च दक्षता के साथ) चुनें।

उच्च पवन गति क्षेत्र: दोहरी फीड जनरेटर या अतुल्यकालिक जनरेटर (कम लागत)।

ग्रिड आवश्यकताएँ:

कमजोर धारा नेटवर्क को प्रतिक्रियाशील शक्ति समर्थन की आवश्यकता हो सकती है: दोहरी फीड जनरेटर (लचीले शक्ति कारक समायोजन के साथ)।

मजबूत पावर ग्रिड: अतुल्यकालिक और स्थायी चुंबक तुल्यकालिक जनरेटर दोनों उपयुक्त हैं।

लागत और रखरखाव:

प्रारंभिक बजट सीमित: एसिंक्रोनस जनरेटर (कीमत 20% -30% कम)।

दीर्घकालिक संचालन और रखरखाव संवेदनशीलता: स्थायी चुंबक तुल्यकालिक जनरेटर (10 वर्षों में रखरखाव लागत में 40% की कमी)।

5、 रुझान: प्रत्यक्ष ड्राइव स्थायी चुंबक तुल्यकालिक जनरेटर मुख्यधारा बन गए हैं

तकनीकी प्रगति के साथ, प्रत्यक्ष ड्राइव स्थायी चुंबक तुल्यकालिक जनरेटर (गियरबॉक्स को छोड़कर) अपतटीय पवन ऊर्जा और कम पवन गति वाले क्षेत्रों के लिए पसंदीदा विकल्प बन रहे हैं। इसके लाभों में शामिल हैं:

विश्वसनीयता में सुधार: यांत्रिक विफलता बिंदुओं को 50% तक कम करना और जीवनकाल को 25 वर्ष से अधिक तक बढ़ाना।

दक्षता अनुकूलन: पूर्ण पावर कनवर्टर पावर ग्रिड फॉल्ट राइड थ्रू (LVRT) को प्राप्त करता है और कमजोर पावर ग्रिड के अनुकूल हो जाता है।

पर्यावरण अनुकूलन: कम शोर, कोई तेल प्रदूषण नहीं, समुद्री पारिस्थितिक संरक्षण आवश्यकताओं के लिए उपयुक्त।

मामला

डेनिश वेस्टास V236-15.0 मेगावाट अपतटीय पवन टरबाइन: प्रत्यक्ष ड्राइव स्थायी चुंबक प्रौद्योगिकी का उपयोग करते हुए, प्रति यूनिट 80GWh से अधिक वार्षिक विद्युत उत्पादन के साथ।

चीन गोल्डविंड टेक्नोलॉजी GW82-1.8MW तटवर्ती पवन टरबाइन: स्थायी चुंबक प्रत्यक्ष ड्राइव डिजाइन, 3 मीटर/सेकंड की हवा की गति पर बिजली पैदा करना शुरू कर सकता है।

निष्कर्ष

पवन टर्बाइनों के चयन में दक्षता, लागत और विश्वसनीयता के बीच संतुलन की आवश्यकता होती है। अधिकांश परियोजनाओं के लिए:

तटवर्ती पवन ऊर्जा: दोहरी ऊर्जा जनरेटर (प्रदर्शन और मूल्य में संतुलन)।

अपतटीय पवन ऊर्जा: प्रत्यक्ष ड्राइव स्थायी चुंबक तुल्यकालिक जनरेटर (उच्च विश्वसनीयता, कम रखरखाव)।

वितरित पवन ऊर्जा: अतुल्यकालिक जनरेटर (कम लागत) या स्थायी चुंबक तुल्यकालिक जनरेटर (उच्च दक्षता)।

स्थायी चुंबक सामग्री की लागत में कमी और प्रत्यक्ष ड्राइव प्रौद्योगिकी की परिपक्वता के साथ, भविष्य में पवन ऊर्जा उत्पादन अधिक कुशल, शांत और टिकाऊ होगा।