పవన విద్యుత్ ప్లాంట్లు

విండ్ పవర్ ప్లాంట్ (HPP) అనేది పవన శక్తిని ఇతర రకాల శక్తిగా (విద్యుత్, మెకానికల్, థర్మల్, మొదలైనవి) మార్చడానికి రూపొందించబడిన ఒకదానితో ఒకటి అనుసంధానించబడిన సౌకర్యాలు మరియు నిర్మాణాల సముదాయం.

విండ్ టర్బైన్ యొక్క ప్రధాన భాగంగా విండ్ టర్బైన్, ఇది విండ్ టర్బైన్, ఒక లోడ్ (వినియోగదారు) మరియు పవన శక్తిని వినియోగదారునికి ప్రసారం చేసే వ్యవస్థ (ప్రతి పరికరం: ఎలక్ట్రిక్ మెషిన్ జనరేటర్, వాటర్ పంప్, హీటర్, మొదలైనవి) .

విండ్ టర్బైన్ అనేది గాలి యొక్క గతి శక్తిని గాలి టర్బైన్ యొక్క పని కదలిక యొక్క యాంత్రిక శక్తిగా మార్చడానికి ఒక పరికరం. గాలి టర్బైన్ చేసే పని కదలికలు భిన్నంగా ఉంటాయి. ప్రస్తుతం ఉన్న గాలి టర్బైన్‌లపై, వృత్తాకార భ్రమణ చలనం పని కదలికగా ఉపయోగించబడుతుంది. అదే సమయంలో, ఇతర రకాల శ్రామిక ఉద్యమాల ఉపయోగం కోసం అనేక ప్రతిపాదనలు (కొన్నిసార్లు కూడా అమలు చేయబడతాయి), ఉదాహరణకు, డోలనం.

విండ్ టర్బైన్ బ్లేడ్ సిస్టమ్ (విండ్ వీల్) వేరే డిజైన్‌ను కలిగి ఉంటుంది.ఆధునిక గాలి టర్బైన్‌లలో, బ్లేడ్ వ్యవస్థ క్రాస్ సెక్షన్‌లో వింగ్ ప్రొఫైల్‌తో ఘన బ్లేడ్‌ల రూపంలో తయారు చేయబడింది (కొన్నిసార్లు ఈ సందర్భంలో "బ్లేడ్" లేదా ప్రొపెల్లర్ విండ్ టర్బైన్‌లు అనే పదాలు ఉపయోగించబడతాయి).

బ్లేడ్‌లకు బదులుగా (మాగ్నస్ ఎఫెక్ట్‌ని ఉపయోగించి) తిరిగే సిలిండర్‌లను ఉపయోగించే విజయవంతంగా ఆపరేటింగ్ బ్లేడ్ సిస్టమ్‌లు ప్రసిద్ధి చెందాయి. ఫ్లెక్సిబుల్ ఉపరితలాలు (సెయిల్స్) కలిగిన వివిధ రకాల బ్లేడ్ల ఆధారంగా బ్లేడ్ వ్యవస్థను రూపొందించడానికి ప్రతిపాదనలు ఉన్నాయి.

కాబట్టి, బ్లేడ్ - ఇది టార్క్‌ను ఉత్పత్తి చేసే ప్రొపెల్లర్‌లోని ఒక భాగం. ఆపరేటింగ్ వృత్తాకార భ్రమణ చలనంతో విండ్ టర్బైన్ యొక్క బ్లేడ్ వ్యవస్థ భ్రమణ యొక్క క్షితిజ సమాంతర లేదా నిలువు అక్షాన్ని కలిగి ఉంటుంది.

నిర్దిష్ట విండ్ టర్బైన్‌ను లెక్కించేటప్పుడు మరియు రూపకల్పన చేసేటప్పుడు, దాని ఆపరేషన్ యొక్క గాలి పరిస్థితులతో పాటు, విండ్ టర్బైన్, టేకు కలప మరియు మొత్తం విండ్ టర్బైన్ యొక్క లక్షణాలు రెండింటినీ పరిగణనలోకి తీసుకోవడం అవసరం. ఈ విషయంలో, గాలి టర్బైన్లు క్రింది ప్రమాణాల ప్రకారం వర్గీకరించబడ్డాయి:

• ఉత్పత్తి చేయబడిన శక్తి రకం,

• శక్తి స్థాయి,

• నియామకం

• దరఖాస్తు ప్రాంతాలు,

• గాలి టర్బైన్ యొక్క స్థిరమైన లేదా వేరియబుల్ స్పీడ్ ఆపరేషన్ కోసం సంకేతం,

• నిర్వహణ పద్ధతులు,

• ప్రసార వ్యవస్థ రకం.

ఉత్పత్తి చేయబడిన శక్తి రకాన్ని బట్టి, అన్ని పవన విద్యుత్ ప్లాంట్లు పవన శక్తి మరియు పవన శక్తిగా విభజించబడ్డాయి. ఎలక్ట్రిక్ విండ్ టర్బైన్లు, ప్రత్యక్ష లేదా ప్రత్యామ్నాయ విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేసే ఎంబెడెడ్ ఇన్‌స్టాలేషన్‌లుగా విభజించబడ్డాయి. మెకానికల్ విండ్ టర్బైన్లు నడుస్తున్న యంత్రాలను నడపడానికి ఉపయోగిస్తారు.

ప్రయోజనం ఆధారంగా, DC ఎలక్ట్రిక్ విండ్ టర్బైన్లు గాలి-హామీ, వినియోగదారు-హామీ విద్యుత్ సరఫరా, హామీ లేని విద్యుత్ సరఫరాగా విభజించబడ్డాయి.ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్‌తో కూడిన ఎలక్ట్రిక్ విండ్ టర్బైన్‌లు స్వయంప్రతిపత్త, హైబ్రిడ్‌గా విభజించబడ్డాయి, పోల్చదగిన శక్తి (ఉదాహరణకు, డీజిల్ ప్లాంట్‌తో), గ్రిడ్, శక్తివంతమైన విద్యుత్ శక్తి వ్యవస్థతో సమాంతరంగా పనిచేసే విద్యుత్ శక్తి వ్యవస్థతో సమాంతరంగా పనిచేస్తాయి.

అప్లికేషన్ యొక్క ప్రాంతాల ద్వారా గాలి టర్బైన్ల వర్గీకరణ వారి ప్రయోజనం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది.

విండ్ టర్బైన్‌ను లెక్కించేటప్పుడు మరియు రూపకల్పన చేసేటప్పుడు మరియు దాని నామమాత్ర పారామితులను ఎన్నుకునేటప్పుడు, లోడ్ రకం (ఎలక్ట్రిక్ జనరేటర్, వాటర్ పంప్ మొదలైనవి), వినియోగదారుకు పవన విద్యుత్ ప్రసార వ్యవస్థ రకం, విద్యుత్ రకాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకోవడం అవసరం. ఉత్పత్తి మరియు నిల్వ వ్యవస్థ.

విండ్ ఎనర్జీ ట్రాన్స్‌మిషన్ సిస్టమ్ అనేది విండ్ వీల్ యొక్క షాఫ్ట్ నుండి సంబంధిత విండ్ టర్బైన్ మెషిన్ (యూజర్) షాఫ్ట్‌కు యంత్రం యొక్క భ్రమణ వేగంతో లేదా పెంచకుండా శక్తిని ప్రసారం చేయడానికి నిర్వచించబడిన వివిధ పరికరాల సమితి. ఆధునిక పవన శక్తిలో, శక్తి ప్రసారం యొక్క యాంత్రిక పద్ధతి చాలా తరచుగా ఉపయోగించబడుతుంది.

విద్యుత్ ఉత్పాదక వ్యవస్థ అనేది విద్యుత్ యంత్రాల జనరేటర్ మరియు పరికరాల సమితి (నియంత్రణ పరికరాలు, పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్, బ్యాటరీ, మొదలైనవి) ప్రామాణిక విద్యుత్ పారామితులతో వినియోగదారుకు కనెక్ట్ చేయడానికి.

కొన్ని వాట్ల నుండి వేల కిలోవాట్ల వరకు శక్తితో కూడిన విండ్ టర్బైన్‌లు తయారు చేయబడతాయి మరియు నిర్వహించబడతాయి. నాలుగు సమూహాలు ఉన్నాయి: చాలా తక్కువ శక్తి - 5 kW కంటే తక్కువ, తక్కువ శక్తి - 5 నుండి 99 kW వరకు, మధ్యస్థ శక్తి - 100 నుండి 1000 kW వరకు, అధిక శక్తి - 1 MW కంటే ఎక్కువ. ప్రతి సమూహం యొక్క విండ్ టర్బైన్లు ప్రాథమికంగా డిజైన్, ఫౌండేషన్ రకం, విండ్ టర్బైన్ ఇన్‌స్టాలేషన్ పద్ధతి, నియంత్రణ వ్యవస్థ, పవన శక్తి ప్రసార వ్యవస్థ, ఇన్‌స్టాలేషన్ పద్ధతి మరియు నిర్వహణ పద్ధతిలో ఒకదానికొకటి భిన్నంగా ఉంటాయి.

క్షితిజ సమాంతర యాక్సిస్ విండ్ టర్బైన్‌ల యొక్క ప్రధాన పంపిణీ సాధించబడింది.

అంజీర్ లో. 1 విండ్ ఫామ్ నిర్మాణం మరియు విండ్ ఫామ్ యొక్క సాధారణ వీక్షణను చూపుతుంది.

అన్నం. 1. విండ్ పవర్ ప్లాంట్ రూపకల్పన: 1 - విండ్ టర్బైన్ (విండ్ వీల్), 2 - విండ్ టర్బైన్, 3 - జనరేటర్, 4 - గేర్‌బాక్స్, 5 - టర్న్ టేబుల్, 6 - కొలిచే పరికరం, 7 - విండ్ టర్బైన్ మాస్ట్‌లో విండ్ టర్బైన్ ఉంటుంది. మరియు విండ్ టర్బైన్ షాఫ్ట్‌కు నేరుగా లేదా గేర్‌బాక్స్ ద్వారా కనెక్ట్ చేయబడిన ఎలక్ట్రిక్ జనరేటర్.

విండ్ టర్బైన్‌లో విండ్ టర్బైన్ మరియు నేరుగా లేదా గేర్‌బాక్స్ ద్వారా విండ్ టర్బైన్ షాఫ్ట్‌కు అనుసంధానించబడిన ఎలక్ట్రిక్ జనరేటర్ ఉంటాయి.

విండ్ ఫామ్ (WPP) అనేది సమాంతరంగా పనిచేసే అనేక విండ్ టర్బైన్‌లను కలిగి ఉంటుంది మరియు విద్యుత్ వ్యవస్థకు ఉత్పత్తి చేయబడిన విద్యుత్తును సరఫరా చేస్తుంది.

గాలి యొక్క దిశ లేదా బలం మారినప్పుడు గాలి యొక్క తలని తిప్పడానికి కొలిచే పరికరం ఒక సిగ్నల్ ఇస్తుంది మరియు గాలి యొక్క బలాన్ని బట్టి బ్లేడ్ల భ్రమణ కోణాన్ని కూడా సర్దుబాటు చేస్తుంది.

500, 1000, 1500, 2000, 4000 kW కోసం గాలి టర్బైన్లు ఉన్నాయి. 500 kW కోసం గాలి టర్బైన్ కలిగి ఉంది: 40-110 మీటర్ల ఎత్తుతో ఒక మాస్ట్, 15-30 టన్నుల ద్రవ్యరాశి కలిగిన గాలి తల, ఒక భ్రమణ ఫ్రీక్వెన్సీ n = 20-200 rpm, జనరేటర్ రోటర్ యొక్క వేగం 750- 1500 rpm (గేర్‌తో డ్రైవ్) లేదా 20-200 rpm (డైరెక్ట్ డ్రైవ్).

విండ్ టర్బైన్లలో జనరేటర్లుగా, అసమకాలిక స్క్విరెల్ జనరేటర్లు తరచుగా ఉపయోగించబడతాయి, ఇవి ఎక్కువ విశ్వసనీయత, డిజైన్ యొక్క సరళత మరియు తక్కువ బరువులో సింక్రోనస్ నుండి భిన్నంగా ఉంటాయి, ఇది పవన విద్యుత్ ప్లాంట్ యొక్క విశ్వసనీయతను పెంచడానికి అవసరం.

విండ్ టర్బైన్లు స్వయంప్రతిపత్తితో లేదా పవర్ సిస్టమ్‌తో సమాంతరంగా పనిచేస్తాయి.స్వయంప్రతిపత్త ఆపరేషన్ సమయంలో, HP విండ్ టర్బైన్ యొక్క భ్రమణ వేగం నియంత్రించబడదు లేదా ± 50% లోపల నిర్వహించబడదు, కాబట్టి జనరేటర్ టెర్మినల్స్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు వోల్టేజ్ స్థిరంగా ఉండదు, అనగా ఉత్పత్తి చేయబడిన విద్యుత్ శక్తి నాణ్యత తక్కువగా ఉంటుంది మరియు వినియోగదారులు అటువంటి గాలి టర్బైన్లలో తరచుగా అధిక నాణ్యత అవసరాలు ఉండవు (ప్రధానంగా తాపన పరికరాలు). అధిక-నాణ్యత శక్తిని పొందడానికి, రెక్టిఫైయర్, ఇన్వర్టర్ మరియు బ్యాటరీతో కూడిన స్టెబిలైజర్లు ఉపయోగించబడతాయి.

శక్తివంతమైన గాలి టర్బైన్లు విద్యుత్ వ్యవస్థతో సమాంతరంగా పనిచేస్తాయి (Fig. 2). ఈ సమాంతర కనెక్షన్ గాలి టర్బైన్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ, వోల్టేజ్ మరియు వేగం స్థిరంగా ఉండేలా చేస్తుంది. జనరేటర్ గ్రిడ్‌కు ఇచ్చే శక్తి ఇంజిన్ యొక్క టార్క్‌పై ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు గాలి శక్తి ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది.

విండ్ టర్బైన్ యొక్క భ్రమణ వేరియబుల్ ఫ్రీక్వెన్సీ వద్ద ఇంటర్మీడియట్ ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్ ద్వారా కనెక్షన్‌తో గ్రిడ్‌తో విండ్ టర్బైన్ యొక్క సాధ్యమైన సహకారం.

అసమకాలిక జనరేటర్‌ను ఉపయోగించినప్పుడు, విండ్ టర్బైన్ కూడా వేరియబుల్ వేగంతో పనిచేయగలదు మరియు జనరేటర్ నెట్‌వర్క్‌కు అధిక-నాణ్యత విద్యుత్‌ను సరఫరా చేస్తుంది. ఉత్తేజం కోసం, అసమకాలిక జనరేటర్ నెట్‌వర్క్ నుండి లేదా ప్రత్యేక కెపాసిటర్ బ్యాంక్ నుండి రియాక్టివ్ శక్తిని వినియోగిస్తుంది మరియు సింక్రోనస్ జనరేటర్ దానిని సృష్టిస్తుంది.

అన్నం. 2... శక్తివంతమైన విద్యుత్ సరఫరా వ్యవస్థతో విండ్ పవర్ ప్లాంట్ యొక్క సమాంతర ఆపరేషన్: VD - విండ్ మెషీన్, R - గేర్‌బాక్స్, G - జనరేటర్, V - రెక్టిఫైయర్, I - ఇన్వర్టర్, U - కంట్రోల్ యూనిట్, ES - పవర్ సిస్టమ్

సిస్టమ్ విండ్ పవర్ ప్లాంట్ల (WPP) లక్షణాలు:

1. అవి అధిక గాలి సంభావ్యత ఉన్న ప్రదేశాలలో ఉన్నాయి.

2.అవి పవర్ యూనిట్ల సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి: ఖండాంతర స్థావరానికి 1500-2000 kW మరియు అంతకంటే ఎక్కువ మరియు సముద్ర మరియు తీర స్థావరానికి 4000-5000 kW.

3. స్క్విరెల్ రోటర్తో అసమకాలిక జనరేటర్లు మరియు తక్కువ జనరేటర్ వోల్టేజ్ (0.50-0.69 kV) తో సింక్రోనస్ (తరచుగా శాశ్వత అయస్కాంత ప్రేరణతో) ఉపయోగించబడతాయి.

4. స్టేషన్ యొక్క తక్కువ సామర్థ్యం - 30-40%.

5. వేడి లోడ్ లేకపోవడం.

6. అధిక యుక్తి, కానీ వాతావరణ పరిస్థితులపై పూర్తి ఆధారపడటం.

7. ఆపరేటింగ్ గాలి వేగం 3.0-3.5 నుండి 20-25 m / s వరకు ఉంటుంది. గాలి వేగం 3.0-3.5 m / s కంటే తక్కువ మరియు 20-25 m / s కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, విండ్ టర్బైన్లు గ్రిడ్ నుండి డిస్‌కనెక్ట్ చేయబడతాయి మరియు పని చేయని స్థితిలో వ్యవస్థాపించబడతాయి మరియు గాలి వేగం పునరుద్ధరించబడినప్పుడు, గాలి టర్బైన్లు గ్రిడ్‌కు అనుసంధానించబడి ఇంజిన్ మోడ్‌లో పనిచేసే జనరేటర్‌ని ఉపయోగించి వేగవంతం చేయబడతాయి.

8. జనరేటర్ వోల్టేజ్ వద్ద విద్యుత్ శక్తి ఎంపిక లేకపోవడం (సొంత అవసరాలకు మినహా).

9. 10, 35, 110, kV వోల్టేజీల వద్ద వినియోగదారులకు విద్యుత్ ప్రసారం.

ప్రపంచంలోని అనేక దేశాలలో ఆధునిక పవన శక్తి శక్తి వ్యవస్థలలో భాగం, మరియు కొన్ని దేశాలలో ఇది పునరుత్పాదక ఇంధన వనరుల ఆధారంగా ప్రత్యామ్నాయ శక్తి యొక్క ప్రధాన భాగాలలో ఒకటి. దాని గురించి ఇక్కడ మరింత చదవండి: ప్రపంచంలో పవన శక్తి అభివృద్ధి