Жел турбинасының гондоласы құрамындағы компоненттер
Жел турбиналары таза энергия өндіру үшін қолданылатын ең революциялық технологиялық инновациялардың бірі болып табылады. Бұл жүйелер жел энергиясын турбина қалақтарын айналдыру үшін пайдаланады, олар кинетикалық энергияны электр энергиясына айналдырады. Жел турбинасының негізгі элементтерінің бірі - жел энергиясын электр энергиясына айналдыратын механикалық және электрондық компоненттерді қорғайтын корпус - гондола.
Nacelle-ді түсіну
Жел турбинасы гондолы – мұнараның үстінде орналасқан және турбина қалақтарын ұстап тұратын капсула тәрізді құрылым. Гондоль энергияны түрлендіруге жауапты бірнеше маңызды компоненттерді қорғауда және қолдауда маңызды рөл атқарады. Сырттан қарағанда қарапайым болып көрінгенімен, гондоланың ішінде әртүрлі күрделі құрылғылар мен жүйелер бар. Бұл мақалада біз жел турбинасы гондоласының негізгі компоненттерін талқылаймыз.
1. Ротор және негізгі білік
Ротор - жел турбинасының турбина қалақшаларынан тұратын бөлігі. Бұл қалақшалар желге ұшыраған кезде айналатын жел турбинасының ең танымал компоненті болып табылады.
– Турбина қалақтары: Әдетте шыны талшық немесе көміртекті талшық сияқты композиттік материалдардан жасалады. Олар жел энергиясын жинау мүмкіндігін барынша арттыру үшін аэродинамикалық тұрғыдан жасалған.
– Негізгі білік: Ротор негізгі білікке қосылған, ол ротор қалақтарынан генераторға механикалық энергияны беретін берік, айналмалы білік. Негізгі білік көбінесе роторды беріліс ауыстыру жүйесіне қосады.
2. Беріліс қорабы жүйесі
Беріліс қорабы турбина қалақтарының айналу жылдамдығын арттыратын маңызды компонент болып табылады. Турбина қалақтары әдетте төмен жылдамдықпен, минутына 10-нан 20 айналымға дейін (RPM) айналады, бірақ генераторлар электр энергиясын тиімді өндіру үшін жоғары жылдамдықтарды, әдетте 1.000-нан 1.500 айналымға дейін қажет етеді.
– Функциясы: Беріліс қорабы генераторға таратылмас бұрын негізгі біліктің айналуын жеделдететін бірқатар берілістер арқылы айналу жылдамдығын арттырады.
– Беріліс қорабының түрлері: Беріліс қораптарының бірнеше түрі бар, соның ішінде планетарлық, спиральды және құрт тәрізді беріліс қораптары, олардың әрқайсысының турбина дизайны мен энергия қажеттіліктеріне байланысты өзіндік артықшылықтары мен кемшіліктері бар.
3. Генератор
Генератор - негізгі біліктен механикалық энергияны электр энергиясына айналдыратын компонент. Жел турбиналарында қолданылатын генераторлардың бірнеше түрі бар:
– Индукциялық генератор: Әдетте салыстырмалы түрде арзан және жоғары беріктігіне байланысты қолданылады.
– Синхронды генератор: индукциялық генератормен салыстырғанда жиіліктің тұрақтылығын және жоғары тиімділікті қамтамасыз ете алады.
– Тұрақты магнитті генератор: жоғары тиімділікке және төмен техникалық қызмет көрсету шығындарына ие, бірақ бастапқыда өндіру қымбатырақ.
4. Тежеу жүйесі
Жел турбинасындағы тежеу жүйесі жел тым қатты болған кезде немесе техникалық қызмет көрсету қажет болған кезде ротордың айналуын тоқтатуға қызмет етеді.
– Аэродинамикалық тежеу: Бұл айналу жылдамдығын азайту үшін турбина қалақтарын айналдыруды қамтиды.
– Механикалық тежеу: Роторды физикалық түрде баяулату немесе тоқтату үшін тежегіш дискілері мен төсемдерін пайдалану.
5. Салқындату жүйесі
Генераторлар мен беріліс қораптары жұмыс істеген кезде көп жылу шығарады, сондықтан механикалық компоненттердің дұрыс жұмыс істеуін қамтамасыз ету және қызып кетуден болатын зақымдануды болдырмау үшін салқындату жүйесі өте маңызды.
– Ауаны салқындату: Жел турбиналарының көпшілігі қарапайым және арзан болғандықтан, ауа негізіндегі салқындату жүйелерін пайдаланады.
– Сұйық салқындатқыш: Кейбір ірі турбиналарда немесе экстремалды орталарда қолданылады. Бұл жүйе компоненттерді салқындату үшін май немесе су/гликоль сияқты арнайы сұйықтықтарды пайдаланады.
6. Майлау жүйесі
Майлау беріліс қораптары мен мойынтіректер сияқты әртүрлі механикалық компоненттердегі үйкелісті азайту үшін өте маңызды. Бұл пайдалану тиімділігін арттырады және компоненттердің қызмет ету мерзімін ұзартады.
– Автоматты: Көптеген заманауи жел турбиналары майлау материалын үздіксіз басқаратын және бақылайтын автоматты майлау жүйелерімен жабдықталған.
– Қолмен: Кейбір қарапайым немесе ескі жүйелерде майлау қолмен жасалады және үнемі тексеруді қажет етеді.
7. Электрондық басқару және мониторинг жүйелері
Жел турбиналарының тиімді және қауіпсіз жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін электрондық басқару және мониторинг жүйелері өте маңызды.
– PLC басқаруы: Бағдарламаланатын логикалық контроллер (PLC) турбинаның жел жылдамдығы, қалақшаның орналасуы және генератордың күйі сияқты әртүрлі жұмыс аспектілерін басқару және бақылау үшін қолданылады.
– SCADA: Бақылауды басқару және деректерді жинау (SCADA) жүйелері жел турбиналарын қашықтан бақылауға және басқаруға мүмкіндік береді. Операторлар сенсорлар мен бағдарламалық жасақтама арқылы турбиналардың жұмысын бақылап, мәселелерді ерте анықтай алады.
– Сенсорлар: Желдің жылдамдығын, температурасын, дірілді және турбина қалағының орнын анықтау үшін әртүрлі сенсорлар қолданылады.
8. Фистинг жүйесі
Энергия тиімділігін арттыру үшін турбина қалақтары әрқашан желге қаратылып тұратындай етіп, гондола бағытын реттеу үшін фрискуляция жүйесі қолданылады.
– Yaw Motor: жел бағытына сәйкес гондола айналуын қамтамасыз етеді.
– Жел сенсоры: желдің бағыты мен жылдамдығын анықтайды, осылайша қозғалтқышқа гондола орнын реттеу туралы сигнал береді.
9. Трансмиссия және трансформатор
Жел турбиналары әдетте жоғары кернеуді қажет ететін электр беру желісіне қосылады. Сондықтан генератор шығаратын кернеуді арттыру үшін гондола ішінде немесе оның жанында орналасқан трансформатор қолданылады.
– Трансформатор: Генератордан шығатын электр кернеуін беру үшін жоғары кернеуге түрлендіреді.
– Кабельдер мен коммутациялық құрылғылар: Генераторды трансформаторға және одан әрі электр желісіне немесе жергілікті тарату желісіне қосатын электр кабельдері.
10. Тұрғын үй және құрылымдық
Гондоль механикалық жүктемелерге және ауа райының қолайсыз жағдайларына төтеп бере алатындай берік болуы керек. Сондықтан, гондоль корпусының құрылымы берік және берік материалдардан жасалған.
– Материал: Әдетте болаттан немесе берік, бірақ жеңіл композиттік материалдан жасалады.
– Аэродинамикалық дизайн: желге төзімділікті төмендетеді және турбинаның жалпы тұрақтылығын арттырады.
Қорытынды
Жел турбинасы гондоласында жел энергиясын пайдалануға жарамды электр энергиясына айналдыру үшін бірге жұмыс істейтін бірнеше маңызды компоненттер бар. Ротор мен беріліс қорабынан бастап электрондық басқару және салқындату жүйелеріне дейін әрбір компонент жел турбинасының максималды тиімділік пен сенімділікпен жұмыс істеуін қамтамасыз етуде маңызды рөл атқарады. Бұл компоненттерді түсіну бізге жел энергиясын таза, жаңартылатын энергия көзі ретінде пайдалануға мүмкіндік беретін күрделілік пен технологиялық кереметті бағалауға көмектеседі.
