ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ವಿಂಡ್ ಟರ್ಬೈನ್ ಜನರೇಟರ್ಗಳು ಹೇಗೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ
ಪವನ ಟರ್ಬೈನ್ಗಳು ವೇಗವಾಗಿ ವಿಕಸನಗೊಳ್ಳುತ್ತಿರುವ ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ಇಂಧನ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವಾಗಿದ್ದು, ಪಳೆಯುಳಿಕೆ ಇಂಧನಗಳನ್ನು ಸುಡುವ ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲದೆಯೇ ಗಾಳಿಯ ಚಲನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಆಕರ್ಷಕವಾಗಿ ತಿರುಗುವ ಬ್ಲೇಡ್ಗಳ ಹಿಂದೆ ನಿಖರವಾಗಿ ಒಟ್ಟಿಗೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡುವ ಹಲವಾರು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿವೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಹೃದಯಭಾಗದಲ್ಲಿ ವಿಂಡ್ ಟರ್ಬೈನ್ ಜನರೇಟರ್ ಇದೆ, ಇದು ತಿರುಗುವಿಕೆಯ (ಯಾಂತ್ರಿಕ) ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವ ಜವಾಬ್ದಾರಿಯುತ ಘಟಕವಾಗಿದೆ. ಈ ಲೇಖನವು ವಿಂಡ್ ಟರ್ಬೈನ್ ಜನರೇಟರ್ ಹೇಗೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ, ಅದರ ಅಗತ್ಯ ಘಟಕಗಳು ಮತ್ತು ಪವನದಿಂದ ಗ್ರಿಡ್ಗೆ ವಿತರಣೆಯವರೆಗೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಹಂತಗಳನ್ನು ಚರ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.
1. ಗಾಳಿಯಿಂದ ತಿರುಗುವಿಕೆಯವರೆಗೆ: ಟರ್ಬೈನ್ಗಳ ಮೂಲ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಣೆ
ಗಾಳಿಯು ಚಲನ ಶಕ್ತಿಯ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಒಯ್ಯುತ್ತದೆ. ಗಾಳಿಯು ಬ್ಲೇಡ್ಗಳ ಮೇಲೆ ಹಾದುಹೋದಾಗ, ಬ್ಲೇಡ್ಗಳ ವಾಯುಫಾಯಿಲ್ ಆಕಾರವು ಲಿಫ್ಟ್ ಮತ್ತು ಡ್ರ್ಯಾಗ್ ಅನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಬಲಗಳ ಸಂಯೋಜನೆಯು ಟಾರ್ಕ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ರೋಟರ್ ಅನ್ನು ತಿರುಗಿಸುತ್ತದೆ. ಸೆರೆಹಿಡಿಯಬಹುದಾದ ಶಕ್ತಿಯ ಪ್ರಮಾಣವು ಗಾಳಿಯ ವೇಗ, ರೋಟರ್ ಸ್ವೀಪ್ ಪ್ರದೇಶ (ಬ್ಲೇಡ್ ವ್ಯಾಸ) ಮತ್ತು ವಾಯುಬಲವೈಜ್ಞಾನಿಕ ದಕ್ಷತೆಯಿಂದ ಪ್ರಭಾವಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ.
ಆದಾಗ್ಯೂ, ಎಲ್ಲಾ ಪವನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸೆರೆಹಿಡಿಯಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ. ಬೆಟ್ಜ್ ಮಿತಿ ಎಂಬ ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಮಿತಿಯಿದೆ, ಇದು ಟರ್ಬೈನ್ನಿಂದ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಬಹುದಾದ ಗರಿಷ್ಠ ಪವನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸರಿಸುಮಾರು 59,3% ಎಂದು ಹೇಳುತ್ತದೆ. ಯಾಂತ್ರಿಕ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸೆರೆಹಿಡಿದ ನಂತರ, ಜನರೇಟರ್ ಅದನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ.
2. ವಿಂಡ್ ಟರ್ಬೈನ್ನಲ್ಲಿ ಉತ್ಪಾದನಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಮುಖ್ಯ ಅಂಶಗಳು
ಜನರೇಟರ್ಗಳ ಪರಿಚಯ ಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವ ಮೊದಲು, ಶಕ್ತಿ "ಪರಿವರ್ತನೆ ಸರಪಳಿ"ಯಲ್ಲಿ ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು ಮುಖ್ಯ:
1. ರೋಟರ್ ಮತ್ತು ಹಬ್: ಬ್ಲೇಡ್ಗಳನ್ನು ಜೋಡಿಸಲಾಗಿರುವ ಮತ್ತು ಗಾಳಿಯ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ ತಿರುಗುವ ಭಾಗಗಳಾಗಿರುವ ಸ್ಥಳ.
2. ಶಾಫ್ಟ್: ರೋಟರ್ ತಿರುಗುವಿಕೆಯನ್ನು ಮುಂದಿನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗೆ ರವಾನಿಸುತ್ತದೆ.
3. ಗೇರ್ಬಾಕ್ಸ್ (ಐಚ್ಛಿಕ): ಕೆಲವು ಜನರೇಟರ್ಗಳಿಗೆ ಕಡಿಮೆ-ವೇಗದ ಶಾಫ್ಟ್ನ ತಿರುಗುವಿಕೆಯ ವೇಗವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.
4. ಜನರೇಟರ್: ಯಾಂತ್ರಿಕ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ.
5. ಪವರ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆ: ನೆಟ್ವರ್ಕ್ಗೆ ಹೊಂದಿಕೆಯಾಗುವಂತೆ ವಿದ್ಯುತ್ನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮತ್ತು ಆವರ್ತನವನ್ನು ಸ್ಥಿರಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.
6. ಟ್ರಾನ್ಸ್ಫಾರ್ಮರ್: ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ ಇದರಿಂದ ಅದನ್ನು ಕೇಬಲ್ಗಳ ಮೂಲಕ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ವಿತರಿಸಬಹುದು.
7. ನಿಯಂತ್ರಣ ವ್ಯವಸ್ಥೆ (ನಿಯಂತ್ರಕ): ಗಾಳಿ ತುಂಬಾ ಬಲವಾಗಿದ್ದಾಗ ಬ್ಲೇಡ್ ಕೋನ (ಪಿಚ್), ಟರ್ಬೈನ್ ದಿಕ್ಕು (ಯಾವ್) ಮತ್ತು ರಕ್ಷಣೆಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುತ್ತದೆ.
ಈ ಲೇಖನದ ಗಮನವು ಜನರೇಟರ್ಗಳ ಮೇಲೆ, ಆದರೆ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ಜನರೇಟರ್ಗಳು ಒಂಟಿಯಾಗಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡುವುದಿಲ್ಲ; ಅವು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಸೂಕ್ತ ಗುಣಮಟ್ಟದ್ದಾಗಿದೆ ಎಂದು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ನಿಯಂತ್ರಣಗಳು ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿವೆ.
3. ಜನರೇಟರ್ನ ಮೂಲ ತತ್ವ: ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಪ್ರಚೋದನೆ
ವಿಂಡ್ ಟರ್ಬೈನ್ ಜನರೇಟರ್ಗಳು ಫ್ಯಾರಡೆಯ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಪ್ರಚೋದನೆಯ ನಿಯಮವನ್ನು ಆಧರಿಸಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ. ತತ್ವ ಸರಳವಾಗಿದೆ:
– ವಾಹಕ (ಕೇಬಲ್ನ ಸುರುಳಿ) ಬದಲಾಗುತ್ತಿರುವ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿದ್ದರೆ, ವಿದ್ಯುತ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಉದ್ಭವಿಸುತ್ತದೆ.
- ಆಯಸ್ಕಾಂತವನ್ನು ಸುರುಳಿಯ ವಿರುದ್ಧ ತಿರುಗಿಸುವ ಮೂಲಕ ಅಥವಾ ಕಾಂತಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಸುರುಳಿಯನ್ನು ತಿರುಗಿಸುವ ಮೂಲಕ ಕಾಂತಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ರಚಿಸಬಹುದು.
ಜನರೇಟರ್ ಒಳಗೆ ಎರಡು ಮುಖ್ಯ ಭಾಗಗಳಿವೆ:
– ರೋಟರ್: ತಿರುಗುವ ಭಾಗ (ಶಾಶ್ವತ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟ್ ಅಥವಾ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತವಾಗಿರಬಹುದು).
– ಸ್ಟೇಟರ್: ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಪ್ರೇರಿತವಾಗುವ ಸುರುಳಿಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಸ್ಥಿರ ಭಾಗ.
ರೋಟರ್ ತಿರುಗುತ್ತಿದ್ದಂತೆ, ಅದರ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರವು ಸ್ಟೇಟರ್ ಸುರುಳಿಗಳನ್ನು "ಕತ್ತರಿಸಿ", ಪರ್ಯಾಯ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು (AC) ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಜನರೇಟರ್ನ ತಿರುಗುವಿಕೆಯ ವೇಗ ಮತ್ತು ವಿನ್ಯಾಸವು ವೋಲ್ಟೇಜ್, ಆವರ್ತನ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ.
4. ಗಾಳಿ ಟರ್ಬೈನ್ಗಳಲ್ಲಿ ಜನರೇಟರ್ಗಳ ವಿಧಗಳು
ಸಾಮಾನ್ಯ ಬಳಕೆಯಲ್ಲಿ ಹಲವಾರು ರೀತಿಯ ಜನರೇಟರ್ಗಳಿವೆ, ಪ್ರತಿಯೊಂದೂ ವಿಭಿನ್ನ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಮತ್ತು ನಿಯಂತ್ರಣ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.
ಎ. ಇಂಡಕ್ಷನ್ ಜನರೇಟರ್ (ಅಸಮಕಾಲಿಕ ಜನರೇಟರ್)
ಆರಂಭಿಕ ಗಾಳಿ ಟರ್ಬೈನ್ಗಳು ಮತ್ತು ಕೆಲವು ಆಧುನಿಕ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಇಂಡಕ್ಷನ್ ಜನರೇಟರ್ಗಳನ್ನು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತಿತ್ತು. ಅವುಗಳ ಅನುಕೂಲಗಳು:
- ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಸರಳ ಮತ್ತು ಬಲವಾದ ನಿರ್ಮಾಣ
- ನಿರ್ವಹಣೆ ಸುಲಭವಾಗುತ್ತದೆ
– ಕೆಲವು ನೆಟ್ವರ್ಕ್-ಸಂಪರ್ಕಿತ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ
ಆದಾಗ್ಯೂ, ಇಂಡಕ್ಷನ್ ಜನರೇಟರ್ಗಳಿಗೆ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಗ್ರಿಡ್ ಅಥವಾ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ನಿಂದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಶಕ್ತಿಯ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ಇದಲ್ಲದೆ, ವಿದ್ಯುತ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಬೆಂಬಲವಿಲ್ಲದೆ ವೇಗ ನಿಯಂತ್ರಣವನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಸೀಮಿತಗೊಳಿಸಬಹುದು.
ಬಿ. ಸಿಂಕ್ರೊನಸ್ ಜನರೇಟರ್ (ಸಿಂಕ್ರೊನಸ್ ಜನರೇಟರ್)
ಸಿಂಕ್ರೊನಸ್ ಜನರೇಟರ್ಗಳು ರೋಟರ್ನ ತಿರುಗುವಿಕೆಯ ವೇಗಕ್ಕೆ ನೇರವಾಗಿ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಆವರ್ತನದಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತವೆ. ಎರಡು ಸಾಮಾನ್ಯ ರೂಪಾಂತರಗಳಿವೆ:
– ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತದೊಂದಿಗೆ ಸಿಂಕ್ರೊನಸ್: ರೋಟರ್ ಪ್ರಚೋದನಾ ಪ್ರವಾಹದ ಮೂಲಕ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ.
- ಶಾಶ್ವತ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟ್ ಸಿಂಕ್ರೊನಸ್ ಜನರೇಟರ್ (PMSG): ರೋಟರ್ ಶಾಶ್ವತ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ.
PMSGಗಳು ಆಧುನಿಕ ಟರ್ಬೈನ್ಗಳಲ್ಲಿ ಜನಪ್ರಿಯವಾಗಿವೆ ಏಕೆಂದರೆ ಅವುಗಳ ಹೆಚ್ಚಿನ ದಕ್ಷತೆ ಮತ್ತು ಅಗತ್ಯವಿರುವ ರೋಟರ್ ಪ್ರಚೋದನೆಯ ಪ್ರವಾಹದ ಕೊರತೆಯಿದೆ. PMSG ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಟರ್ಬೈನ್ಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಪೂರ್ಣ ಪ್ರಮಾಣದ ಪರಿವರ್ತಕಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಇದರಿಂದ ಅವು ವ್ಯಾಪಕ ಶ್ರೇಣಿಯ ಗಾಳಿಯ ವೇಗದಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ.
ಸಿ. ಡಿಎಫ್ಐಜಿ (ಡಬಲ್-ಫೆಡ್ ಇಂಡಕ್ಷನ್ ಜನರೇಟರ್)
ಹಲವು ವರ್ಷಗಳಿಂದ ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ಗಾಳಿ ಟರ್ಬೈನ್ಗಳಲ್ಲಿ DFIG ಬಹಳ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿದೆ. ಇದರ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು:
- ರೋಟರ್ ಅನ್ನು ಭಾಗಶಃ-ಪ್ರಮಾಣದ ಪರಿವರ್ತಕಕ್ಕೆ ಸಂಪರ್ಕಿಸಲಾಗಿದೆ.
- ಪೂರ್ಣ ಪರಿವರ್ತಕಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಪರಿವರ್ತಕ ವೆಚ್ಚದೊಂದಿಗೆ ವೇರಿಯಬಲ್ ವೇಗ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯನ್ನು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ.
- ನೆಟ್ವರ್ಕ್ಗೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಗುಣಮಟ್ಟವನ್ನು ಉತ್ತಮವಾಗಿ ನಿರ್ವಹಿಸಬಹುದು
DFIG ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಹೆಚ್ಚು ಸಂಕೀರ್ಣವಾಗಿದ್ದು ನಿರ್ವಹಣೆ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಸ್ಲಿಪ್ ರಿಂಗ್ಗಳಂತಹ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೂ, ದಕ್ಷತೆ, ವೆಚ್ಚ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ನಮ್ಯತೆಯ ನಡುವೆ ಆಕರ್ಷಕ ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ.
5. ಗೇರ್ಬಾಕ್ಸ್ vs ಡೈರೆಕ್ಟ್-ಡ್ರೈವ್: ಜನರೇಟರ್ಗೆ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಮಾರ್ಗ
ಗೇರ್ಬಾಕ್ಸ್ಗಳ ಬಳಕೆಯಿಂದ ಗಾಳಿ ಟರ್ಬೈನ್ಗಳನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಬಹುದು:
ಗೇರ್ ಬಾಕ್ಸ್ ಹೊಂದಿರುವ ಟರ್ಬೈನ್
ಟರ್ಬೈನ್ ರೋಟರ್ಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ನಿಧಾನವಾಗಿ ತಿರುಗುತ್ತವೆ (ಉದಾ. ದೊಡ್ಡ ಟರ್ಬೈನ್ಗಳಿಗೆ 10–20 rpm). ಅನೇಕ ಜನರೇಟರ್ಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ rpm ನಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ. ಜನರೇಟರ್ನ ಅಗತ್ಯಗಳಿಗೆ ಸರಿಹೊಂದುವಂತೆ ಗೇರ್ಬಾಕ್ಸ್ rpm ಅನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಪ್ರಯೋಜನವೆಂದರೆ ಅದೇ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಜನರೇಟರ್ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿರಬಹುದು, ಆದರೆ ಗೇರ್ಬಾಕ್ಸ್ ಸೇರಿಸುತ್ತದೆ:
- ಯಾಂತ್ರಿಕ ನಷ್ಟ
- ಶಬ್ದ
- ಹೆಚ್ಚು ಆಗಾಗ್ಗೆ ನಿರ್ವಹಣೆಗೆ ಸಾಧ್ಯತೆ
ನೇರ-ಚಾಲನಾ ಟರ್ಬೈನ್ (ಗೇರ್ಬಾಕ್ಸ್ ಇಲ್ಲ)
ನೇರ-ಚಾಲನಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ರೋಟರ್ ಅನ್ನು ಕಡಿಮೆ rpm ಗಾಗಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾದ ದೊಡ್ಡ-ವ್ಯಾಸದ ಜನರೇಟರ್ಗೆ ನೇರವಾಗಿ ಸಂಪರ್ಕಿಸುತ್ತದೆ. ಇದರ ಅನುಕೂಲಗಳು:
- ಕಡಿಮೆ ಚಲಿಸುವ ಭಾಗಗಳು
- ಕಡಿಮೆ ನಿರ್ವಹಣಾ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ
- ಉತ್ತಮ ಯಾಂತ್ರಿಕ ದಕ್ಷತೆ
ಆದಾಗ್ಯೂ, ನೇರ-ಚಾಲಿತ ಜನರೇಟರ್ಗಳು ದೊಡ್ಡದಾಗಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಭಾರವಾಗಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಪೂರ್ಣ ವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿವರ್ತಕವನ್ನು ಬಯಸುತ್ತವೆ.
6. "ಕಚ್ಚಾ" ವಿದ್ಯುತ್ ನಿಂದ ಬಳಕೆಗೆ ಸಿದ್ಧವಾದ ವಿದ್ಯುತ್ ವರೆಗೆ: ವಿದ್ಯುತ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಪಾತ್ರ
ಜನರೇಟರ್ನಿಂದ ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಯಾವಾಗಲೂ ಗ್ರಿಡ್ ಮಾನದಂಡಗಳಿಗೆ ನೇರವಾಗಿ ಹೊಂದಿಕೆಯಾಗುವುದಿಲ್ಲ, ಇದಕ್ಕೆ ಸ್ಥಿರ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮತ್ತು ಆವರ್ತನ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಇಂಡೋನೇಷ್ಯಾದಲ್ಲಿ 50 Hz). ಗಾಳಿಯ ವೇಗ ಏರಿಳಿತವಾಗುವುದರಿಂದ, ಟರ್ಬೈನ್ ತಿರುಗುವಿಕೆಯೂ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಜನರೇಟರ್ನ ವಿದ್ಯುತ್ನ ಆವರ್ತನವನ್ನೂ ಸಹ ಬದಲಾಯಿಸಬಹುದು.
ವಿದ್ಯುತ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಸೂಕ್ತವಾಗಿ ಬರುವುದು ಇಲ್ಲಿಯೇ. ಪರಿವರ್ತಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆ (ರಿಕ್ಟಿಫೈಯರ್-ಇನ್ವರ್ಟರ್) ಇವುಗಳನ್ನು ಮಾಡಬಹುದು:
– ಜನರೇಟರ್ನಿಂದ DC ಗೆ AC ಅನ್ನು ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ (ರೆಕ್ಟಿಫೈಯರ್)
– ಡಿಸಿ-ಲಿಂಕ್ನಲ್ಲಿ ಡಿಸಿ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಸ್ಥಿರಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ
- ನಿಯಂತ್ರಿತ ಆವರ್ತನ ಮತ್ತು ವೋಲ್ಟೇಜ್ನೊಂದಿಗೆ AC ಗೆ ಮರಳಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ (ಇನ್ವರ್ಟರ್)
- ವಿದ್ಯುತ್ ಅಂಶವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನೆಟ್ವರ್ಕ್ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸುತ್ತದೆ
ವಿದ್ಯುತ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ನೊಂದಿಗೆ, ಟರ್ಬೈನ್ ವೇರಿಯಬಲ್ ವೇಗದಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಬಹುದು, ಹೀಗಾಗಿ ಗಾಳಿ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾಗಿ ಸೆರೆಹಿಡಿಯುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹಠಾತ್ ಗಾಳಿ ಬದಲಾವಣೆಗಳು ಸಂಭವಿಸಿದಾಗ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಹೊರೆಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.
7. ಟರ್ಬೈನ್ ನಿಯಂತ್ರಣ: ದಕ್ಷತೆ ಮತ್ತು ಸುರಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಕಾಪಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು
ಸರಿಯಾದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಟರ್ಬೈನ್ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತಿರುವಾಗ ವಿಂಡ್ ಟರ್ಬೈನ್ ಜನರೇಟರ್ಗಳು ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ. ಪ್ರಮುಖ ನಿಯಂತ್ರಣಗಳಲ್ಲಿ ಇವು ಸೇರಿವೆ:
– ಯಾವ್ ನಿಯಂತ್ರಣ: ರೋಟರ್ ಗಾಳಿಯ ದಿಕ್ಕಿನತ್ತ ಮುಖ ಮಾಡುವಂತೆ ನೇಸೆಲ್ ಅನ್ನು ತಿರುಗಿಸುತ್ತದೆ.
– ಪಿಚ್ ನಿಯಂತ್ರಣ: ಟಾರ್ಕ್ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಬ್ಲೇಡ್ ಕೋನವನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುವುದು. ಗಾಳಿ ತುಂಬಾ ಬಲವಾಗಿದ್ದಾಗ, ಟರ್ಬೈನ್ ಓವರ್ಲೋಡ್ ಆಗುವುದನ್ನು ತಡೆಯಲು ಪಿಚ್ ಸ್ವಲ್ಪ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು "ವ್ಯರ್ಥ" ಮಾಡಬಹುದು.
- ಬ್ರೇಕ್ ಸಿಸ್ಟಮ್: ತುರ್ತು ಅಥವಾ ನಿರ್ವಹಣಾ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಿಗಾಗಿ ವಾಯುಬಲವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಬ್ರೇಕ್ಗಳು (ಪಿಚ್) ಮತ್ತು/ಅಥವಾ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಬ್ರೇಕ್ಗಳು.
– ವಿದ್ಯುತ್ ರಕ್ಷಣೆ: ಅಸಹಜ ಕರೆಂಟ್/ವೋಲ್ಟೇಜ್, ಶಾರ್ಟ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗಳು ಅಥವಾ ನೆಟ್ವರ್ಕ್ ಅಡಚಣೆಗಳನ್ನು ಪತ್ತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.
ಗಾಳಿಯ ವೇಗ ತುಂಬಾ ಕಡಿಮೆಯಿದ್ದರೆ (ಕಟ್-ಇನ್ ವೇಗಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ), ಟರ್ಬೈನ್ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಅದು ತುಂಬಾ ಹೆಚ್ಚಿದ್ದರೆ (ಕಟ್-ಔಟ್ ವೇಗಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು), ಸುರಕ್ಷತಾ ಕಾರಣಗಳಿಗಾಗಿ ಟರ್ಬೈನ್ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ನಿಲ್ಲುತ್ತದೆ.
8. ಗಾಳಿ ಟರ್ಬೈನ್ಗಳಿಂದ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಸಂಕ್ಷಿಪ್ತ ಹರಿವು
ಸಂಕ್ಷಿಪ್ತವಾಗಿ, ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತೆ ವಿವರಿಸಬಹುದು:
1. ಗಾಳಿಯು ಬ್ಲೇಡ್ನ ಹಿಂದೆ ಹರಿಯುತ್ತದೆ → ರೋಟರ್ ತಿರುಗುತ್ತದೆ
2. ತಿರುಗುವಿಕೆಯನ್ನು ಶಾಫ್ಟ್ ಮೂಲಕ ರವಾನಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ (ಮತ್ತು ಗೇರ್ಬಾಕ್ಸ್ ಯಾವುದಾದರೂ ಇದ್ದರೆ)
3. ಜನರೇಟರ್ ರೋಟರ್ ಸ್ಟೇಟರ್ ವಿರುದ್ಧ ತಿರುಗುತ್ತದೆ → AC ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತದೆ
4. ಪವರ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ವಿದ್ಯುತ್ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರಲು ಮತ್ತು ಗ್ರಿಡ್ ಮಾನದಂಡಗಳಿಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿರಲು ಷರತ್ತುಗಳನ್ನು ವಿಧಿಸುತ್ತದೆ.
5. ಟ್ರಾನ್ಸ್ಫಾರ್ಮರ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ
6. ಕೆಲವು ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಗ್ರಿಡ್ಗೆ ಅಥವಾ ಶೇಖರಣಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿಗೆ (ಉದಾ. ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು) ವಿದ್ಯುತ್ ಸರಬರಾಜು ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.
ತೀರ್ಮಾನ
ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಹೃದಯಭಾಗವೇ ವಿಂಡ್ ಟರ್ಬೈನ್ ಜನರೇಟರ್ ಆಗಿದ್ದು, ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಪ್ರಚೋದನೆಯ ಮೂಲಕ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಚಲನೆಯನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಯಶಸ್ವಿ ಪವನ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯು ಜನರೇಟರ್ ಅನ್ನು ಮಾತ್ರವಲ್ಲದೆ ಘಟಕಗಳ ಸಂಪೂರ್ಣ ಪರಿಸರ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಮೇಲೂ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ: ದಕ್ಷ ರೋಟರ್, ಯಾಂತ್ರಿಕ ಪ್ರಸರಣ (ಗೇರ್ಬಾಕ್ಸ್ ಅಥವಾ ನೇರ ಡ್ರೈವ್), ಯಾವ್ ಮತ್ತು ಪಿಚ್ ನಿಯಂತ್ರಣ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಗುಣಮಟ್ಟವು ಗ್ರಿಡ್ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಖಚಿತಪಡಿಸುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್. ಸರಿಯಾದ ವಿನ್ಯಾಸದೊಂದಿಗೆ, ವಿಂಡ್ ಟರ್ಬೈನ್ಗಳು ಶುದ್ಧ, ಸುಸ್ಥಿರ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಭವಿಷ್ಯದ ಇಂಧನ ಪರಿಹಾರವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚು ಸ್ಪರ್ಧಾತ್ಮಕವಾಗಿರುತ್ತವೆ.
ನೀವು ಬಯಸಿದರೆ, ನಾನು ಕೆಲಸದ ಹರಿವಿನ ವಿವರಣೆಯನ್ನು (ಸರಳ ರೇಖಾಚಿತ್ರ) ಸೇರಿಸಬಹುದು, ಅಥವಾ DFIG, PMSG, ಗೇರ್ಬಾಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ನೇರ-ಡ್ರೈವ್ ನಡುವಿನ ದಕ್ಷತೆ ಮತ್ತು ವೆಚ್ಚದ ಹೋಲಿಕೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ವಿವರವಾಗಿ ಚರ್ಚಿಸಬಹುದು.
