Pesquisa sobre a estabilidade da geração permanente de energia do eixo vertical do eixo vertical

1 、 Introdução
Com a crescente demanda global por energia renovável, a geração de energia eólica, como uma forma de energia limpa e renovável, recebeu atenção generalizada. Entre eles, a geração permanente de energia eólica do eixo ímã permanente mostrou amplas perspectivas de aplicação no campo da geração de energia eólica devido à sua estrutura única e princípio de funcionamento. No entanto, a questão da estabilidade da geração permanente de energia eólica do eixo vertical permanente sempre foi um dos principais fatores que restringem seu desenvolvimento. Este artigo tem como objetivo estudar a estabilidade da geração permanente de energia eólica do eixo vertical permanente, analisar seus fatores de influência e propor estratégias para melhorar a estabilidade.
2 、 Características estruturais e princípio de trabalho da geração permanente de energia do eixo vertical do eixo vertical
2.1 Recursos estruturais
A estrutura do núcleo de uma turbina eólica vertical de ímã permanente inclui turbina eólica, eixo, gerador e torre. A turbina eólica adota um design de eixo vertical e as lâminas giram ao redor do eixo vertical, que pode capturar força de vento de todas as direções. O gerador adota a tecnologia permanente do gerador síncrono de ímã, que gera um forte campo magnético usando ímãs permanentes e opera diretamente em sincronização com o rotor sem a necessidade de um dispositivo de excitação elétrica. Tem as vantagens de peso leve, alta eficiência e boa confiabilidade. A torre tem o peso de todo o dispositivo e coloca a turbina eólica a uma altura apropriada para utilizar totalmente a energia do vento.
2.2 Princípio de trabalho
O princípio de trabalho da geração de energia eólica do eixo vertical permanente é baseado no princípio da conversão de energia. O vento aciona as lâminas para girar e as lâminas são conectadas ao eixo principal, o que, por sua vez, aciona o rotor do gerador para cortar linhas de indução magnética, gerar corrente induzida e realizar a conversão da energia cinética do vento em energia mecânica da lâmina e depois para a energia elétrica do gerador. Todo o processo envolve princípios de mecânica de fluidos, transmissão mecânica e eletromagnética.
3 、 Fatores que afetam a estabilidade da geração permanente de energia do eixo vertical do eixo vertical
3.1 Eficiência de geração de energia relativamente baixa
Embora a geração permanente de energia do eixo vertical do eixo tenha vantagens na baixa velocidade do vento e na adaptação complexa da direção do vento, sua eficiência de geração de energia é relativamente baixa, exigindo uma área maior e mais equipamentos para atingir a mesma capacidade de geração de energia. Isso afetou, em certa medida, a estabilidade e a economia de sua geração de energia.
3.2 Problemas mecânicos de estresse e fadiga
Durante a operação, as lâminas de uma turbina eólica vertical do ímã permanente precisam suportar constantemente o vento e a direção, resultando em estresse mecânico significativo e dano de fadiga aos lâminas e componentes mecânicos. Isso pode afetar a operação estável de longo prazo do gerador.
3.3 Complexidade das estratégias de controle
A estratégia de controle das turbinas eólicas do eixo vertical de ímã permanente é relativamente complexo, exigindo monitoramento em tempo real da velocidade do vento, direção do vento e status do gerador e ajustando a velocidade e a direção da turbina eólica de acordo com os algoritmos de controle para obter o melhor desempenho de geração de energia. O grau de otimização da estratégia de controle afeta diretamente a estabilidade e a eficiência operacional do gerador.
4 、 Estratégias para melhorar a estabilidade da geração permanente de energia do eixo vertical do ímã permanente
4.1 Design de otimização
Melhorar a eficiência da captura do vento, melhorando a forma e o material do eixo vertical e do rotor; Otimize parâmetros como número da lâmina, largura da lâmina e ângulo de inclinação da lâmina para melhorar seu desempenho de geração de energia em diferentes velocidades do vento; Melhore a distribuição do campo magnético e a densidade do fluxo do gerador para melhorar sua eficiência de conversão de energia elétrica. Além disso, o uso de novas estruturas, como geradores de ímãs permanentes de fluxo axial, pode melhorar ainda mais a estabilidade e a eficiência do gerador.
4.2 Melhorar a estratégia de controle
Introduzir teoria do controle moderno e algoritmos de inteligência artificial, como aprendizado profundo, para otimizar a adaptabilidade e a eficiência operacional das turbinas eólicas; Adotar estratégias de controle inteligente, como manutenção preditiva orientada a dados e controle adaptativo para fornecer garantias para a operação estável a longo prazo de turbinas eólicas.
4.3 Fortalecer o gerenciamento de operação e manutenção
Estabelecer um sistema abrangente de gerenciamento de operação e manutenção, inspecionar e manter regularmente as turbinas eólicas; Adotar tecnologia de monitoramento avançado para monitorar o status de operação em tempo real das turbinas eólicas; Desenvolva planos de emergência para garantir uma resposta rápida e manuseio de falhas em caso de situações inesperadas.
5 、 Conclusão e perspectiva
A geração permanente de energia do eixo vertical do eixo tem vantagens significativas na baixa velocidade do vento e na adaptação complexa da direção do vento, mas sua eficiência de geração de energia relativamente baixa ainda são fatores-chave que restringem seu desenvolvimento. Ao otimizar o design, melhorar as estratégias de controle e fortalecer o gerenciamento de operação e manutenção, a estabilidade da geração de energia eólica vertical do eixo ímã permanente pode ser efetivamente aprimorada. No futuro, com o avanço e a inovação contínuos da tecnologia, espera -se que a geração permanente de energia eólica do eixo vertical desempenhe um papel maior no campo da energia limpa, contribuindo para a transição energética global e o desenvolvimento sustentável.