Otu Jenerato Turbine Ikuku Si Arụ Ọrụ Maka Mmepụta Ọkụ Eletriki
Igwe ikuku bụ teknụzụ ike mmeghari ohuru nke na-agbanwe ngwa ngwa, nke nwere ike ịgbanwe ike ikuku ka ọ bụrụ ike eletriki na-enweghị mkpa ịgba ọkụ mmanụ ọkụ. N'azụ agụba ndị na-agbagharị nke ọma dị usoro sistemụ igwe na eletriki nke na-arụkọ ọrụ ọnụ kpọmkwem. Isi ihe dị na usoro a bụ igwe na-emepụta ikuku, ihe mejupụtara ya bụ ịtụgharị ike ntụgharị (mekanik) ka ọ bụrụ ike eletriki. Isiokwu a na-atụle otu igwe na-emepụta ikuku si arụ ọrụ, ihe ndị dị mkpa ya, na usoro mmepụta ọkụ eletrik site na ifufe ruo na nkesa ruo na grid.
1. Site na ifufe ruo na ntụgharị: ọrụ bụ isi nke turbines
Ifufe na-ebu ike n'ụdị ike kinetic. Mgbe ifufe gafere n'elu agụba, ọdịdị ikuku nke agụba na-eme ka ebuli na ịdọrọ. Njikọta ike a na-emepụta ike, nke na-agbagharị rotor. Oke ike enwere ike ijide na-adabere na ọsọ ifufe, mpaghara nhicha rotor (dayameta agụba), na arụmọrụ ikuku.
Agbanyeghị, ọ bụghị ike ikuku niile ka a pụrụ ijide. E nwere oke echiche a na-akpọ Betz Limit, nke na-ekwu na ike ikuku kachasị nke turbine nwere ike ịgbanwe ka ọ bụrụ ike igwe bụ ihe dị ka 59,3%. Ozugbo ejidere ike igwe, jenereta ahụ na-agbanwe ya ka ọ bụrụ ọkụ eletrik.
2. Isi ihe dị na sistemụ mmepụta ihe n'ime turbine ikuku
Tupu ịbanye n'ime jenereta, ọ dị mkpa ịghọta ihe ndị dị na "agbụ mgbanwe" ike:
1. Rotor na hub: ebe a na-ejikọta agụba ma bụrụ akụkụ ndị na-agbagharị n'ihi ifufe.
2. Ogwe: na-ebufe ntụgharị rotor gaa na sistemụ ọzọ.
3. Igbe gia (nhọrọ): na-eme ka ọsọ ntụgharị nke ogwe dị ala dịkwuo elu ruo n'ọsọ dị elu maka ụfọdụ jenerato.
4. Generator: na-agbanwe ike igwe ka ọ bụrụ ọkụ eletrik.
5. Sistemụ eletriki ike: na-eme ka voltaji na ugboro eletrik kwụsie ike ka ọ dakọọ na netwọk ahụ.
6. Transformer: na-eme ka voltaji dịkwuo elu ka e wee kesaa ya nke ọma site na waya.
7. Sistemụ njikwa (ihe njikwa): na-achịkwa akụkụ agụba (pitch), ntụziaka turbine (yaw), na nchebe mgbe ifufe siri ike nke ukwuu.
Isi ihe dị n'isiokwu a bụ na jenereta, mana n'ọrụ jenereta anaghị arụ ọrụ naanị ha; ha na-adabere na njikwa na eletrọniki ike iji hụ na ọkụ eletrik ha na-emepụta dị mma.
3. Isi ụkpụrụ nke jenereta: ntinye elektrọnik
Ihe ndị na-emepụta turbine ikuku na-arụ ọrụ dabere na Iwu Faraday nke Electromagnetic Induction. Ụkpụrụ a dị mfe:
– Ọ bụrụ na onye na-eduzi (kọlụ nke eriri) nọ n'ọhịa magnet na-agbanwe agbanwe, voltaji eletrik ga-ebilite.
– Enwere ike ime mgbanwe na mpaghara magnet site na ịtụgharị magnet megide eriri ahụ, ma ọ bụ ịtụgharị eriri ahụ na mpaghara magnet ahụ.
N'ime jenereta ahụ, e nwere akụkụ abụọ bụ isi:
– Rotor: akụkụ na-agbagharị (nwere ike ịbụ magnet ma ọ bụ electromagnet na-adịgide adịgide).
– Stator: akụkụ kwụ ọtọ nke nwere eriri ebe a na-akpali voltaji.
Ka rotor na-agbagharị, ebe magnet ya "na-ebipụ" coils stator, na-emepụta ọkụ eletrik (AC). Ọsọ na nhazi nke jenereta na-ekpebi voltaji, ugboro ole, na mmepụta ike.
4. Ụdị jenereta na turbine ikuku
E nwere ọtụtụ ụdị jenereta ndị a na-ejikarị eme ihe, nke ọ bụla nwere njirimara dị iche iche na ihe achọrọ maka sistemụ njikwa.
a. Ihe na-emepụta ihe na-eme ka mmadụ nwee ike ịrụpụta ihe (generator asynchronous)
A na-eji ihe ndị na-emepụta ihe na-emepụta ihe na-eme ka ikuku dị ọhụrụ eme ihe nke ọma na turbines ikuku mbụ na ụfọdụ ngwa ọgbara ọhụrụ. Uru ha gụnyere:
– Ọdịdị dị mfe ma sie ike
- Mmezi na-adịkarị mfe karị
– Dabara adaba maka ụfọdụ sistemụ ejikọrọ na netwọk
Agbanyeghị, ihe ndị na-emepụta induction na-achọkarị ike mmeghachi omume site na grid ma ọ bụ capacitor iji mepụta ubi magnet. Ọzọkwa, njikwa ọsọ nwere ike ịdị oke oke na-enweghị nkwado eletrọniki ike.
b. Ihe na-emepụta ihe na-arụkọ ọrụ (ihe na-emepụta ihe na-arụkọ ọrụ)
Ndị na-emepụta ihe na-arụkọ ọrụ na-emepụta ọkụ eletrik n'otu ugboro kpọmkwem metụtara ọsọ ntụgharị nke rotor. E nwere ụdị abụọ a na-ahụkarị:
– Na-arụkọ ọrụ na electromagnet: rotor na-emepụta oghere magnet site na ọkụ ọkụ.
– Permanent Magnet Synchronous Generator (PMSG): rotor na-eji magnet na-adịgide adịgide.
A na-ewu ewu PMSGs n'ime turbines ọgbara ọhụrụ n'ihi na ha na-arụ ọrụ nke ọma ma na-enweghị ike iji rotor excitation current chọọ ya mma. A na-ejikọkarị turbines nwere PMSGs na ihe ntụgharị zuru oke iji mee ka ha rụọ ọrụ n'ọtụtụ ọsọ ifufe dị iche iche.
c. DFIG (Onye na-emepụta ihe eji eme ka mmadụ nwee ike itinye ego ugboro abụọ)
DFIG abụrụla ihe a na-ahụkarị na nnukwu turbines ikuku ruo ọtụtụ afọ. Ihe ndị e ji mara ya bụ:
- A na-ejikọ rotor na ihe ntụgharị akụkụ-nha
- Na-enye ohere ịrụ ọrụ ọsọ dị iche iche yana obere ọnụ ahịa ihe ntụgharị karịa ihe ntụgharị zuru oke.
- Enwere ike ijikwa ike ike na netwọkụ nke ọma
DFIG na-enye nkwekọrịta mara mma n'etiti arụmọrụ, ọnụ ahịa, na mgbanwe ọrụ, ọ bụ ezie na sistemụ ahụ dị mgbagwoju anya karịa ma nwee ihe ndị dị ka mgbanaka mmịfe nke chọrọ mmezi.
5. Igbe gia vs draịva ozugbo: ụzọ igwe eji aga jenereta
Enwere ike ịmata turbines ikuku site na iji gearboxes:
Turbine nwere igbe gearbox
Rotọ turbine na-agbagharị nwayọ nwayọ (dịka ọmụmaatụ, 10–20 rpm maka nnukwu turbines). Ọtụtụ jenereta na-arụ ọrụ nke ọma na rpm dị elu. Gearbox na-eme ka rpm dịkwuo elu iji kwekọọ na mkpa jenereta. Uru nke sistemụ a bụ na jenereta nwere ike ịdị obere maka otu mmepụta ike ahụ, mana gearbox na-agbakwụnye:
– Mfu igwe
– Mkpọtụ
- Enwere ike ịrụzi mmezi ugboro ugboro
Turbine draịva ozugbo (enweghị igbe igbe)
Sistemụ draịva kpọmkwem na-ejikọ rotor ozugbo na jenerato buru ibu nke e mere maka obere rpm. Uru ya:
– Obere akụkụ ndị na-akpụ akpụ
- Enwere ike ịrụzi obere ihe
- Mmezi arụmọrụ ka mma
Agbanyeghị, ihe ndị na-emepụta draịva ozugbo na-adịkarị ibu ma dị arọ, ha na-achọkarị ihe mgbanwe ike zuru oke.
6. Site na ọkụ eletrik "anaghị arụ ọrụ" ruo na ọkụ eletrik dị njikere iji: ọrụ nke ngwa eletrọniki ike
Ọkụ eletrik nke jenereta na-emepụta anaghị adabara kpọmkwem na ọkọlọtọ grid, nke chọrọ voltaji na ugboro ole kwụsiri ike (dịka ọmụmaatụ, 50 Hz na Indonesia). N'ihi na ọsọ ifufe na-agbanwe agbanwe, ntụgharị turbine na-agbanwekwa, nke nwekwara ike ịgbanwe ugboro ole ọkụ eletrik jenereta ahụ na-agbanwe.
Nke a bụ ebe eletrọniki ike si apụta. Sistemụ mgbanwe (rectifier-inverter) nwere ike:
- Na-agbanwe AC site na jenerato gaa DC (rectifier)
- Na-eme ka voltaji DC sie ike na njikọ DC
- Na-agbanwe azụ na AC site na ugboro na voltaji a na-achịkwa (inverter)
- Na-achịkwa ike ma na-akwado nkwụsi ike netwọk
Site na iji ngwa eletrọniki ike, turbine ahụ nwere ike ịrụ ọrụ n'ọsọ dị iche iche, si otú a na-ejide ike ikuku nke ọma ma na-ebelata ibu igwe mgbe mgbanwe ifufe mberede mere.
7. Njikwa turbine: ịnọgide na-enwe arụmọrụ na nchekwa
Ihe ndị na-emepụta turbine ikuku na-arụ ọrụ nke ọma mgbe turbine ahụ na-arụ ọrụ n'okpuru ọnọdụ kwesịrị ekwesị. Ihe ndị dị mkpa gụnyere:
– Njikwa Yaw: na-atụgharị nacelle ka rotor wee chee ihu n'akụkụ ifufe.
– Njikwa olu: ịgbanwe akụkụ agụba iji chịkwaa ike na ike. Mgbe ikuku siri ike nke ukwuu, olu ahụ nwere ike "imefusị" ike iji gbochie turbine ahụ ibu ibu.
– Sistemụ brek: brek aerodynamic (pitch) na/ma ọ bụ brek mekanikal maka ọnọdụ mberede ma ọ bụ mmezi.
– Nchedo eletriki: na-achọpụta nsogbu eletriki/voltaji na-adịghị mma, sekit dị mkpụmkpụ, ma ọ bụ nsogbu netwọk.
Ọ bụrụ na ọsọ ikuku dị oke ala (n'okpuru ọsọ a na-ebelata), turbine agaghị emepụta ọkụ eletrik. Ọ bụrụ na ọ dị oke elu (karịa ọsọ a na-ebelata), turbine ahụ na-akwụsịkarị maka ihe nchekwa.
8. Obere oge mmepụta ọkụ eletrik site na turbine ikuku
Na nchịkọta, a pụrụ ịkọwa usoro a dịka ndị a:
1. Ifufe na-agafe agụba ahụ → rotor na-agbagharị
2. A na-ebufe ntụgharị ahụ site na ogwe (na igbe gear ma ọ bụrụ na ọ dị)
3. Rotor jenerato na-agbagharị megide stator → A na-emepụta voltaji AC
4. Igwe eletriki eletrik na-eme ka ọkụ eletrik kwụsie ike ma dabara na ụkpụrụ grid.
5. Transformer na-eme ka voltaji dịkwuo elu
6. A na-enye ọkụ eletrik na grid ma ọ bụ na sistemụ nchekwa (dịka ọmụmaatụ batrị) n'ọrụ ụfọdụ.
Mmechi
Ihe na-emepụta turbine ikuku bụ isi ihe dị na sistemụ mmepụta ike, na-agbanwe mmegharị igwe ka ọ bụrụ ike eletriki site na induction electromagnetic. Agbanyeghị, mmepụta ike ikuku na-aga nke ọma dabere na jenereta ahụ kamakwa na gburugburu ebe obibi niile nke ihe mejupụtara ya: rotor dị irè, nnyefe igwe (gearbox ma ọ bụ draịva ozugbo), sistemụ njikwa yaw na pitch, na eletrọniki ike nke na-ahụ na ịdị mma ike na-emezu ihe achọrọ na grid. Site na imewe kwesịrị ekwesị, turbine ikuku nwere ike ịmepụta ọkụ eletrik dị ọcha, na-adịgide adịgide ma na-asọmpi karịa dị ka ngwọta ike n'ọdịnihu.
Ọ bụrụ na ịchọrọ, enwere m ike itinye ihe atụ usoro ọrụ (eserese dị mfe), ma ọ bụ tụlee arụmọrụ na ntụnyere ọnụ ahịa n'etiti DFIG, PMSG, gearbox, na direct-drive n'ụzọ zuru ezu.
