Jeneratorên Turbînên Bayê û Çawa Ew Di Hilberîna Enerjiyê de Kar Dikin
Enerjiya bayê yek ji çavkaniyên enerjiya nûjenkirî yên herî berfireh li gelek welatan e ji ber ku ew pir e, nisbeten paqij e, û dikare hem di pîvanên piçûk û hem jî yên mezin de were bikar anîn. Li pişt perên ku dişibin sade yên turbîna bayê pergalek elektromekanîkî ya tevlihev heye, ku yek ji pêkhateyên herî girîng ên wê jenerator e. Jeneratorek turbîna bayê enerjiya mekanîkî ji zivirîna rotorê vediguherîne enerjiya elektrîkê ku dikare ji hêla malan, pîşesaziyê ve were bikar anîn, û tewra li ser tora elektrîkê were belavkirin. Ev gotar nîqaş dike ka jeneratorek turbîna bayê çi ye, celebên wê, û ew çawa di hilberîna enerjiyê de dixebite.
1. Rola Jeneratoran di Turbînên Bayê de
Turbînên bayê bi bingehîn li ser prensîba veguherîna enerjiyê ya gav bi gav dixebitin:
1. Enerjiya kînetîk a bayê peran dixe nav tevgerê da ku rotor bizivire.
2. Zivirîna rotorê ji bo şaft û pergala veguhestinê tê veguhestin (dikare bi gearbox an bê gearbox be).
3. Jenerator bi rêya prensîba enduksîyona elektromagnetîk enerjiya mekanîkî ya zivirîna şaftê vediguherîne enerjiya elektrîkê.
4. Elektrîka ku tê hilberandin, berî ku were bikaranîn an jî li ser şebekeyê were belavkirin, ji hêla pergala elektronîkên hêzê ve tê şertkirin da ku li gorî standardên voltaja û frekansê be.
Bêyî jeneratorekê, turbîna bayê dê tenê amûrek mekanîkî ya zivirî be. Jenerator pira sereke ye ku enerjiya bayê vediguherîne elektrîka bikêrhatî.
2. Prensîba bingehîn a xebitandina jeneratorê: Înduksiyona elektromagnetîk
Jeneratorên turbînên bayê li gorî Qanûna Înduksiyona Elektromagnetîk a Faraday dixebitin. Di bingeh de, dema ku herikîna magnetîkî di bobînê de diguhere, voltaja elektrîkê çêdibe. Bi gelemperî, jeneratorek ji du beşên sereke pêk tê:
- Rotor: beşa zivirî, bi gelemperî mîqnatîsek daîmî an jî pêçek zeviyê hildigire.
- Stator: beşa sabît, ku tê de çokên ku voltaja înduksîyonkirî lê çêdibe hene.
Dema ku rotor dizivire, zeviya wê ya manyetîk kelepçeyên statorê "dibire", û herika alternatîf (AC) çêdike. Ev herika AC dû re berî karanînê tê rêkxistin û sererastkirin.
3. Pêkhateyên Sîstemê yên ku Piştgiriya Jeneratorên Turbînên Bayê dikin
Ji bo ku jenerator di turbîna bayê de bi awayekî çêtirîn bixebite, çend pêkhateyên sereke yên piştgirî hene:
1. Perçe û hub a rotorê: enerjiya bayê digirin.
2. Şafta sereke (şafta sereke): zivirîna rotorê vediguhezîne.
3. Qerza guhêrbar (li ser hin celeban): li gorî hewcedariyên jeneratorê, zivirîna rotorê ji rêjeyek hêdî ber bi rêjeyek zûtir zêde dike.
4. Jenerator: zivirandinê vediguherîne elektrîkê.
5. Veguherîner/Înverter: taybetmendiyên elektrîkê (voltaja/frekans) diguherîne da ku ew sabît û li gorî şebekeya elektrîkê be.
6. Transformer: voltaja zêde dike da ku ew bi bandor were veguheztin.
7. Sîstema kontrolê: arasteya turbînê (yaw), goşeya çirandina pelê, leza zivirînê û parastinê rêk dixe.
Girîng e ku were zanîn ku derana elektrîkê ya turbîna bayê ji ber guherîna leza bayê diguhere. Ji ber vê yekê, elektronîkên hêzê û pergalên kontrolê ji bo hilberîna hêzê ya stabîl girîng in.
4. Cureyên Jeneratoran di Turbînên Bayê de
Çend cureyên jeneratoran hene ku bi gelemperî di santralên enerjiya bayê de têne bikar anîn. Hilbijartina cureyê jeneratorê ji hêla pîvana turbînê, hewcedariyên karîgeriyê, lêçûn û tevliheviya lênêrînê ve bandor dibe.
a) Jeneratora Enduksiyonê (Jeneratora Asenkron)
Jeneratorên înduksiyonê bi berfirehî di sazkirinên turbînên bayê yên nifşa destpêkê de û di hin têgehên ku tekezî li ser sadehiyê dikin de têne bikar anîn.
Zêdeyî:
- Avakirina sade û xurt
- Parastina nisbeten hêsan
- Mesrefên kêmtir
Kekurangan:
- Hêza reaktîf hewce dike (bi gelemperî ji şebekeyê an jî ji kondansatorê)
- Kontrola leza bêyî pergalên zêde kêmtir maqûl e
- Di şert û mercên leza guherbar de karîgerî dibe ku kêmtir be
Her çend teknolojiya nûjen bi zêdebûnî ber bi çareseriyên leza guhêrbar ve diçe, jeneratorên înduksiyonê ji bo pergalên girêdayî torê yên bi kontrolên kêmtir tevlihev guncan in.
b) Jeneratora Enduksiyonê ya Duqat-Xurtkirî (DFIG)
DFIG guhertoyek pir populer a jeneratora înduksîyonê ye di turbînên bayê yên mezin (pîvana karûbar) de ji ber ku ew dihêle ku bi leza guhêrbar bixebite û veguherîner ne hewce ye ku %100ê hêzê birêve bibe.
Di DFIG-ê de, stator rasterast bi torê ve girêdayî ye, lê rotor bi veguherîner ve girêdayî ye (bi rêya halqeyên şemitok). Veguherîner herika rotorê rêk dixe da ku voltaja derketinê û frekansê kontrol bike.
Zêdeyî:
- Xebata bi leza guhêrbar (girtina enerjiya bayê bi bandortir)
- Mezinahiya veguherîner ji pergala veguherîner a tevahî piçûktir e.
- Kontrola hêza çalak û reaktîf a çêtir
Kekurangan:
- Bikaranîna zengilên şemitokê (parastinek bilindtir)
- Ji hêla sîstemê ve tevlihevtir
DFIG ji ber lihevhatina baş a di navbera lêçûn û performansê de dibe bijarteyek populer.
c) Jeneratora Senkron (Jeneratora Senkron)
Jeneratorên senkron dikarin jeneratorên mıknatîsên daîmî (PMSG) an jî bobînên zeviyê bikar bînin. PMSG di sêwiranên nûjen de bi berfirehî têne bikar anîn, nemaze ji bo turbînên bê qutiya gerokê (ajotinên rasterast).
Zêdeyî:
- Karîgeriya bilind, bi taybetî PMSG
- Dikare di leza nizm de baş bixebite
- Ji bo ajotina rasterast minasib e, bi vî rengî pêkhateyên mekanîkî kêm dike
Kekurangan:
- Pêdivî bi veguherînerek hêzê heye (bi gelemperî veguherînerek tevahî)
- Magnetên daîmî lêçûnê zêde dikin û bi materyalê ve girêdayî ne.
- Pergalên kontrolê yên tevlihevtir û elektronîkên hêzê
Turbînên ajotina rasterast ên bi PMSG-yan re bi gelemperî bêdengtir in û lênêrîna qutiya gerokê kêmtir hewce dikin, lê lêçûnên destpêkê dikarin bilindtir bin.
5. Çawa Jeneratorek Turbîna Bayê di Hilberîna Enerjiyê de Dixebite (Gav bi Gav)
Ji bo ku zelaltir bibe, li vir rêbaza karê turbîneke bayê ji bayê ber bi elektrîkê ve heye:
1. Ba kêrê dizivirîne
Şêweyê aerodînamîk ê pereyan hêza hilkişînê çêdike, ku dibe sedema bizivirîna rotorê. Sîstema pitchê goşeya pereyan ji bo ewlehiya herî baş diguherîne.
2. Zivirandin ji şaftê re tê veguhestin
Rotor şafta sereke dixebitîne. Leza zivirîna rotorê bi gelemperî kêm e (mînak, 10-20 rpm di turbînên mezin de).
3. Gearbox rpm zêde dike (eger hebe)
Gelek turbîn ji bo zêdekirina leza bi sedan an jî bi hezaran rpm da ku li gorî jeneratorê taybetî be, qutiyeke gerokê bikar tînin. Di turbînên rasterast-ajotin de, ev gav tê paşguhkirin.
4. Jenerator enerjiya mekanîkî vediguherîne elektrîka AC.
Rotora jeneratorê dizivire, di statorê de guherînek di herikîna magnetîkî de çêdike, ku di encamê de voltaja AC çêdibe.
5. Elektronîkên hêzê elektrîkê stabîl dikin
Her ku leza turbînê diguhere, frekans û voltaja derana jeneratorê jî diguherin. Veguherîner/înverter vê vediguherîne elektrîkê bi taybetmendiyên guncaw (mînak, 50 Hz an 60 Hz û voltaja diyarkirî).
6. Transformer voltaja zêde dike
Ji bo kêmkirina windahiyên hêzê di dema veguhestinê de, voltaja tê zêdekirin. Dûv re elektrîk li şebekeyê tê belavkirin an jî li herêmê tê bikar anîn.
7. Kontrol û parastin operasyonan ewle dihêle
Dema ku ba pir bihêz bibin, pergal dê hêzê kêm bike (pîçkirin) an jî turbînê rawestîne (qutkirin) ji ber sedemên ewlehiyê. Pergal her wiha li dijî zêdebûna voltaja, nehevsengiya û qutbûna torê diparêze.
6. Karîgerî û Faktorên ku Bandorê li Performansa Jeneratorê dikin
Performansa jeneratorek turbîna bayê ji hêla gelek faktoran ve tê bandor kirin, di nav wan de:
- Leza bayê: Hêza bayê li gorî kuba leza bayê zêde dibe, ji ber vê yekê guhertinên piçûk bandorek mezin dikin.
- Sêwirana turbînê (pîç, qûtra rotorê): diyar dike ka çiqas enerjiya bayê dikare were girtin.
- Cure û kontrola jeneratorê: sîstemên leza guhêrbar bi veguherînerên nûjen bi gelemperî di şert û mercên bayê yên cûrbecûr de bikêrtir in.
- Windabûnên mekanîkî: bo nimûne di qutiya guhêrbar, beringan û kelûpelê de.
- Windabûnên elektrîkê: windabûnên sifir di bobînê de, windabûnên manyetîk di navikê de, û windabûnên di veguherîner de.
- Germahî û kalîteya lênêrînê: germahiya zêde karîgeriyê kêm dike û hilweşîna pêkhateyan zûtir dike.
Di pratîkê de, ne hemû enerjiya bayê dikare bibe elektrîkê. Sînorek teorîk heye ku wekî Sînorê Betz tê zanîn, ku dibêje herî zêde bi qasî %59,3 ê enerjiya bayê dikare ji hêla rotorê ve were girtin. Ya mayî wekî turbulans û herikîna hewayê winda dibe, ku divê ji turbînê derbas bibe.
7. Encam
Jeneratorê turbîna bayê pêkhateyeke bingehîn e ku zivirîna mekanîkî bi rêya înduksîyona elektromagnetîk vediguherîne enerjiya elektrîkê. Cureyên cûda yên jeneratoran - ji înduksîyonê bigire heya DFIG û senkronîze ya magnetê ya daîmî - li gorî lihevkirinek di navbera karîgerî, lêçûn, hêsaniya lênêrînê û hewcedariyên kontrolê de têne hilbijartin. Di parkên bayê yên nûjen de, jenerator bi hev re bi qutiyek gerokê (an ajokera rasterast), pergala kontrolê û elektronîkên hêzê re dixebite da ku tevî şert û mercên bayê yên guherbar elektrîka stabîl hilberîne. Bi pêşketinên di teknolojiya materyalan, elektronîkên hêzê û pergalên kontrolê de, jeneratorên turbîna bayê her ku diçe bikêrtir û pêbawertir dibin, rola enerjiya bayê wekî çareseriyek sereke ji bo pêşerojek enerjiyek paqijtir û domdartir xurt dikin.
Heke hûn bixwazin, ez dikarim vê gotarê li gorî şêwaza nivîsarek dibistan/zanîngehê biguncînim, nexşeyek herikînê lê zêde bikim, an jî beşek taybetî li ser turbînên bayê yên piçûk (bêyî torê) zêde bikim.
