ວິທີການທີ່ເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າຈາກກັງຫັນລົມຜະລິດໄຟຟ້າ
ກັງຫັນລົມແມ່ນໜຶ່ງໃນເຕັກໂນໂລຊີພະລັງງານທົດແທນທີ່ມີການພັດທະນາໄວທີ່ສຸດໃນຊຸມປີມໍ່ໆມານີ້. ໃນຫຼາຍປະເທດ, ແຖວກັງຫັນລົມສາມາດເຫັນໄດ້ຕາມແຄມຝັ່ງທະເລ, ເນີນພູ, ແລະແມ່ນແຕ່ຢູ່ນອກຝັ່ງທະເລ, ໂດຍໃຊ້ພະລັງງານລົມເພື່ອຜະລິດໄຟຟ້າ. ແຕ່ກັງຫັນລົມສາມາດປ່ຽນພະລັງງານ "ທີ່ເບິ່ງບໍ່ເຫັນ" ຂອງລົມໄປເປັນໄຟຟ້າທີ່ສາມາດເຮັດໃຫ້ມີແສງໄຟ, ແລ່ນເຄື່ອງຈັກ, ຫຼືສາກໄຟອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກໄດ້ແນວໃດ? ກຸນແຈສຳຄັນແມ່ນຢູ່ໃນຂະບວນການປ່ຽນພະລັງງານທີ່ເກີດຂຶ້ນພາຍໃນລະບົບກັງຫັນ, ໂດຍສະເພາະແມ່ນເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າ. ບົດຄວາມນີ້ສົນທະນາກ່ຽວກັບວິທີທີ່ເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າກັງຫັນລົມຜະລິດໄຟຟ້າ, ຕັ້ງແຕ່ລົມພັດຈົນກວ່າໄຟຟ້າຈະພ້ອມທີ່ຈະສົ່ງໄປຫາຕາຂ່າຍໄຟຟ້າ.
1. ຈາກພະລັງງານລົມໄປສູ່ພະລັງງານກົນຈັກ: ບົດບາດຂອງພັດລົມ
ກ່ອນທີ່ເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າຈະເຮັດວຽກ, ກັງຫັນລົມຈະຮັບພະລັງງານຈົນຈາກລົມກ່ອນ. ພະລັງງານລົມນີ້ຈະກະທົບກັບໃບພັດທີ່ຖືກອອກແບບມາໃຫ້ຄ້າຍຄືກັບປີກເຮືອບິນ. ຮູບຮ່າງທາງອາກາດຂອງໃບພັດສ້າງແຮງຍົກເມື່ອລົມຜ່ານໜ້າດິນຂອງມັນ. ແຮງຍົກນີ້ເຮັດໃຫ້ rotor ໝຸນ.
ຄວາມໄວໃນການໝຸນຂອງ rotor ບໍ່ແມ່ນຄົງທີ່ສະເໝີໄປ, ຍ້ອນວ່າມັນໄດ້ຮັບອິດທິພົນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຈາກຄວາມໄວລົມ. ກັງຫັນລົມທີ່ທັນສະໄໝໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວແມ່ນມີລະບົບຄວບຄຸມລະດັບຄວາມສູງທີ່ສາມາດປ່ຽນມຸມຂອງໃບພັດເພື່ອເພີ່ມປະສິດທິພາບການດັກຈັບພະລັງງານ ແລະ ປ້ອງກັນຄວາມເສຍຫາຍໃນລົມແຮງ.
ການໝູນຂອງ rotor ນີ້ຈະກາຍເປັນພະລັງງານກົນຈັກເບື້ອງຕົ້ນ. ພະລັງງານນີ້ຖືກສົ່ງຜ່ານເພົາໄປຫາສ່ວນກາງຂອງກັງຫັນ, ເອີ້ນວ່າ nacelle, ບ່ອນທີ່ສ່ວນປະກອບທີ່ສຳຄັນສ່ວນໃຫຍ່ຕັ້ງຢູ່ - ລວມທັງກ່ອງເກຍ (ໃນບາງລຸ້ນ), ເບກ, ລະບົບຄວບຄຸມ, ແລະເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າ.
2. ເພົາ ແລະ ເກຍ: ປັບຄວາມໄວສຳລັບເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າ
ພາຍໃນ nacelle ແມ່ນເພົາຫຼັກ, ເຊິ່ງເຊື່ອມຕໍ່ກັບ rotor. ເພົານີ້ມີແຮງບິດຫຼາຍແຕ່ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວຈະໝຸນຊ້າໆ. ໃນຂະນະດຽວກັນ, ເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າຫຼາຍປະເພດຕ້ອງການຄວາມໄວໃນການໝຸນທີ່ໄວຂຶ້ນເພື່ອຜະລິດໄຟຟ້າຢ່າງມີປະສິດທິພາບ.
ນີ້ແມ່ນບ່ອນທີ່ກ່ອງເກຍມີບົດບາດໃນລະບົບກັງຫັນລົມແບບດັ້ງເດີມ. ກ່ອງເກຍຈະເພີ່ມຄວາມໄວໃນການໝູນຂອງເພົາຫຼັກໃຫ້ມີຄວາມໄວສູງຂຶ້ນເທິງເພົາຄວາມໄວສູງ, ເຮັດໃຫ້ມັນເໝາະສົມກັບເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າ. ຕົວຢ່າງ, ໂລເຕີອາດຈະໝູນດ້ວຍຄວາມໄວພຽງ 10–20 rpm, ຈາກນັ້ນເພີ່ມຂຶ້ນເປັນຫຼາຍຮ້ອຍ ຫຼື ແມ່ນແຕ່ຫຼາຍພັນ rpm ກ່ອນທີ່ຈະເຂົ້າໄປໃນເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າ, ຂຶ້ນກັບການອອກແບບ.
ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ບໍ່ແມ່ນກັງຫັນທຸກເຄື່ອງໃຊ້ກ່ອງເກຍ. ຍັງມີກັງຫັນຂັບໂດຍກົງ, ເຊິ່ງເປັນລະບົບທີ່ rotor ເຊື່ອມຕໍ່ໂດຍກົງກັບເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າທີ່ມີເສັ້ນຜ່າສູນກາງຂະໜາດໃຫຍ່ທີ່ຖືກອອກແບບມາໃຫ້ໝູນດ້ວຍຄວາມໄວຕ່ຳ. ກັງຫັນຂັບໂດຍກົງມັກຈະມີຊິ້ນສ່ວນທີ່ເຄື່ອນທີ່ໜ້ອຍກວ່າ, ເຮັດໃຫ້ການບຳລຸງຮັກສາງ່າຍຂຶ້ນ, ເຖິງແມ່ນວ່າໂຄງສ້າງຂອງເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າຈະໃຫຍ່ກວ່າ ແລະ ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນເບື້ອງຕົ້ນອາດຈະສູງກວ່າ.
3. ຫຼັກການພື້ນຖານຂອງເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າ: ການຊັກນຳໄຟຟ້າດ້ວຍໄຟຟ້າ
ຫົວໃຈຂອງຂະບວນການຜະລິດໄຟຟ້າໃນກັງຫັນລົມແມ່ນການຊັກນຳໄຟຟ້າແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າ, ເຊິ່ງເປັນຫຼັກການທາງກາຍະພາບທີ່ອະທິບາຍໂດຍ Michael Faraday. ເວົ້າງ່າຍໆ, ເມື່ອຕົວນຳ (ຕົວຢ່າງ, ຂົດລວດ) ປະສົບກັບການປ່ຽນແປງຂອງສະໜາມແມ່ເຫຼັກ, ກະແສໄຟຟ້າຈະຖືກກະຕຸ້ນໃນຕົວນຳ.
ເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າໃຊ້ຫຼັກການນີ້ໂດຍການເຄື່ອນສ່ວນທີ່ເອີ້ນວ່າ rotor (ສ່ວນທີ່ໝຸນ) ທຽບກັບ stator (ສ່ວນທີ່ຢຸດນິ້ງ). rotor ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວປະກອບດ້ວຍແມ່ເຫຼັກຖາວອນ ຫຼື ແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າ, ໃນຂະນະທີ່ stator ປະກອບດ້ວຍຂົດລວດທອງແດງ. ໃນຂະນະທີ່ rotor ໝຸນ, ສະໜາມແມ່ເຫຼັກທີ່ປ່ຽນແປງຈະ "ຕັດ" ຂົດລວດໃນ stator, ຜະລິດແຮງດັນໄຟຟ້າ. ແຮງດັນນີ້ສາມາດໂອນເປັນກະແສໄຟຟ້າໄດ້.
ໄຟຟ້າທີ່ຜະລິດໂດຍເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າກັງຫັນລົມໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນກະແສໄຟຟ້າສະຫຼັບ (AC). ຄວາມຖີ່ ແລະ ແຮງດັນຂອງມັນແມ່ນຂຶ້ນກັບຄວາມໄວໃນການໝູນຂອງເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າ, ການອອກແບບຂົດລວດ, ແລະ ຈຳນວນຂົ້ວແມ່ເຫຼັກ.
4. ປະເພດຂອງເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າໃນກັງຫັນລົມ
ເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າຫຼາຍປະເພດແມ່ນຖືກນຳໃຊ້ທົ່ວໄປໃນກັງຫັນລົມທີ່ທັນສະໄໝ. ການເລືອກປະເພດແມ່ນຂຶ້ນກັບຄວາມຕ້ອງການດ້ານການຄວບຄຸມ, ປະສິດທິພາບ, ລາຄາ, ແລະ ຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ກັບຕາຂ່າຍໄຟຟ້າ.
1. ເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າແບບ Induction (ເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າແບບ Asynchronous)
ເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າແບບອິນດັກຊັນຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງເນື່ອງຈາກໂຄງສ້າງທີ່ແຂງແຮງແລະເສດຖະກິດທຽບເທົ່າ. ປະເພດນີ້ເຮັດວຽກດ້ວຍຄວາມແຕກຕ່າງຄວາມໄວເລັກນ້ອຍລະຫວ່າງສະໜາມແມ່ເຫຼັກແລະ rotor (slip). ໃນການນໍາໃຊ້ກັງຫັນລົມ, ເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າແບບອິນດັກຊັນກ່ອນໜ້ານີ້ມັກຖືກນໍາໃຊ້ໃນກັງຫັນຄວາມໄວຄົງທີ່. ຂໍ້ເສຍແມ່ນວ່າການຄວບຄຸມຂອງມັນມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນໜ້ອຍກວ່າແລະອາດຈະຕ້ອງມີການຊົດເຊີຍພະລັງງານປະຕິກິລິຍາ.
2. ເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າແບບຊິ້ງຄຣອນ (ເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າແບບຊິ້ງຄຣອນ)
ເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າແບບຊິ້ງໂຄຣນັສຜະລິດກະແສໄຟຟ້າ AC ໃນຄວາມຖີ່ທີ່ມີສັດສ່ວນກັບຄວາມໄວຂອງ rotor ແລະ ຈຳນວນຂົ້ວແມ່ເຫຼັກ. ເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າປະເພດນີ້ມັກຖືກນຳໃຊ້ໃນກັງຫັນໄຟຟ້າທີ່ຂັບເຄື່ອນໂດຍກົງ ຫຼື ກັງຫັນໄຟຟ້າທີ່ມີລະບົບຕົວແປງໄຟຟ້າເຕັມຮູບແບບ, ເພາະມັນໃຫ້ການຄວບຄຸມຄຸນນະພາບພະລັງງານ ແລະ ຄວາມໄວໃນການດຳເນີນງານທີ່ດີກວ່າ.
3. DFIG (ເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າອິນດັກຊັນແບບປ້ອນສອງເທົ່າ)
ນີ້ແມ່ນເທັກໂນໂລຢີທີ່ໄດ້ຮັບຄວາມນິຍົມຫຼາຍສຳລັບກັງຫັນລົມຂະໜາດໃຫຍ່. DFIG ຊ່ວຍໃຫ້ກັງຫັນສາມາດເຮັດວຽກດ້ວຍຄວາມໄວລົມທີ່ປ່ຽນແປງໄດ້ໂດຍການໃຊ້ຕົວແປງພະລັງງານບາງສ່ວນໃນ rotor. ຂໍ້ດີປະກອບມີປະສິດທິພາບທີ່ດີ ແລະ ຄວາມຕ້ອງການຕົວແປງເຕັມທີ່ຫຼຸດລົງ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ຕົ້ນທຶນຕ່ຳກວ່າເມື່ອທຽບກັບລະບົບອື່ນໆບາງລະບົບ.
5. ຈາກເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າໄປຫາຕາຂ່າຍໄຟຟ້າ: ບົດບາດຂອງຕົວແປງ ແລະ ໝໍ້ແປງໄຟຟ້າ
ໄຟຟ້າຈາກເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າບໍ່ເໝາະສົມສະເໝີໄປສຳລັບການແຈກຈ່າຍໂດຍກົງໄປຍັງຕາຂ່າຍໄຟຟ້າ. ຕາຂ່າຍໄຟຟ້າຕ້ອງການແຮງດັນ ແລະ ຄວາມຖີ່ທີ່ໝັ້ນຄົງ (ຕົວຢ່າງ, 50 Hz ໃນອິນໂດເນເຊຍ), ໃນຂະນະທີ່ຄວາມໄວຂອງກັງຫັນມີການປ່ຽນແປງໄປຕາມລົມ. ດັ່ງນັ້ນ, ກັງຫັນທີ່ທັນສະໄໝມັກຈະໃຊ້ລະບົບເອເລັກໂຕຣນິກພະລັງງານ.
- ຕົວແປງ (ຕົວແປງເອເລັກໂຕຣນິກກຳລັງ) ເຮັດວຽກເພື່ອເຮັດໃຫ້ຄວາມຖີ່ມີຄວາມໝັ້ນຄົງ ແລະ ຄວບຄຸມແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ສົ່ງອອກ. ໃນລະບົບຄວາມໄວທີ່ປ່ຽນແປງໄດ້, ໄຟຟ້າ AC ຈາກເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າສາມາດປ່ຽນເປັນ DC, ຈາກນັ້ນປ່ຽນກັບຄືນສູ່ AC ທີ່ຄວາມຖີ່ທີ່ເໝາະສົມກັບຕາຂ່າຍໄຟຟ້າ. ຂະບວນການນີ້ຊ່ວຍໃຫ້ກັງຫັນສາມາດຈັບພະລັງງານໄດ້ດີທີ່ສຸດໃນສະພາບລົມຕ່າງໆ.
- ໝໍ້ແປງໄຟຟ້າເພີ່ມແຮງດັນໄຟຟ້າເພື່ອການສົ່ງໄຟຟ້າທີ່ມີປະສິດທິພາບ. ນີ້ແມ່ນຍ້ອນວ່າແຮງດັນໄຟຟ້າສູງເທົ່າໃດ, ກະແສໄຟຟ້າກໍ່ຈະຕໍ່າລົງສຳລັບພະລັງງານດຽວກັນ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍຄວາມຮ້ອນໃນສາຍໄຟ (ການສູນເສຍ I²R). ຫຼັງຈາກຖືກເພີ່ມສູງຂຶ້ນແລ້ວ, ໄຟຟ້າຈະຖືກສົ່ງຜ່ານສາຍໄຟໄປຫາສະຖານີຍ່ອຍ ແລະ ຫຼັງຈາກນັ້ນເຂົ້າໄປໃນເຄືອຂ່າຍການຈຳໜ່າຍ ຫຼື ສົ່ງໄຟຟ້າ.
6. ລະບົບການຄວບຄຸມ ແລະ ຄວາມປອດໄພ: ການຮັກສາປະສິດທິພາບ ແລະ ຄວາມຢືດຢຸ່ນ
ກັງຫັນລົມບໍ່ພຽງແຕ່ເປັນພຽງໃບພັດ ແລະ ເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າເທົ່ານັ້ນ. ມັນປະກອບມີລະບົບຄວບຄຸມທີ່ຊັບຊ້ອນເຊິ່ງຕິດຕາມກວດກາຄວາມໄວລົມ, ທິດທາງ, ອຸນຫະພູມຂອງອົງປະກອບ, ການສັ່ນສະເທືອນ ແລະ ແມ່ນແຕ່ຄຸນນະພາບໄຟຟ້າຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ.
- ລະບົບ yaw ໝຸນ nacelle ໃຫ້ຫັນໜ້າໄປທາງລົມສະເໝີເພື່ອເພີ່ມພະລັງໃນການດັກຈັບໃຫ້ສູງສຸດ.
- ລະບົບ pitch ປ່ຽນມຸມຂອງໃບພັດເພື່ອຄວບຄຸມການໝູນ, ເພີ່ມປະສິດທິພາບ ແລະ ປົກປ້ອງກັງຫັນໃນຊ່ວງທີ່ມີລົມແຮງ.
- ລະບົບເບຣກຖືກນໍາໃຊ້ໃນສະຖານະການສຸກເສີນ ຫຼື ສະຖານະການບໍາລຸງຮັກສາ.
- ເຊັນເຊີ ແລະ SCADA ຊ່ວຍໃຫ້ຜູ້ປະຕິບັດງານຕິດຕາມກວດກາສະພາບກັງຫັນຈາກໄລຍະໄກ ແລະ ກຳນົດເວລາການບຳລຸງຮັກສາ.
ລະບົບທັງໝົດເຫຼົ່ານີ້ຮັບປະກັນວ່າເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າເຮັດວຽກໃນສະພາບທີ່ປອດໄພ, ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມສ່ຽງຂອງຄວາມເສຍຫາຍ, ແລະຮັກສາຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງການສະໜອງໄຟຟ້າ.
7. ໂດຍສະຫຼຸບແລ້ວ: ກະແສການປ່ຽນພະລັງງານໃນກັງຫັນລົມ
ເພື່ອໃຫ້ເຂົ້າໃຈງ່າຍຂຶ້ນ, ນີ້ແມ່ນກະແສການປ່ຽນແປງພະລັງງານແບບງ່າຍໆ:
1. ລົມມີພະລັງງານຈົນ.
2. ກັງຫັນຈະປ່ຽນມັນໄປເປັນພະລັງງານກົນຈັກ (ການໝຸນຂອງກັງຫັນ).
3. ເພົາ ແລະ ກ່ອງເກຍ (ຖ້າມີ) ປັບຄວາມໄວໃນການໝູນ.
4. ເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າປ່ຽນພະລັງງານກົນຈັກເປັນພະລັງງານໄຟຟ້າ (AC) ຜ່ານການກະຕຸ້ນແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າ.
5. ຕົວແປງ ແລະ ໝໍ້ແປງໄຟຟ້າ ປັບແຮງດັນ ແລະ ຄວາມຖີ່ໃຫ້ເໝາະສົມກັບເຄືອຂ່າຍ.
6. ໄຟຟ້າຖືກສົ່ງໄປຫາຕາຂ່າຍໄຟຟ້າ ແລະ ນຳໃຊ້ໂດຍຜູ້ບໍລິໂພກ.
Penutup
ເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າຈາກກັງຫັນລົມຜະລິດໄຟຟ້າໂດຍການນຳໃຊ້ຫຼັກການຂອງການກະຕຸ້ນແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າ—ປ່ຽນການໝູນຂອງ rotor ເປັນກະແສໄຟຟ້າຜ່ານປະຕິກິລິຍາຂອງສະໜາມແມ່ເຫຼັກ ແລະ ຂົດລວດ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ຂະບວນການດັ່ງກ່າວບໍ່ໄດ້ຢູ່ໃນຕົວມັນເອງ. ຄວາມສຳເລັດຂອງກັງຫັນລົມໃນການຜະລິດໄຟຟ້າທີ່ໝັ້ນຄົງ ແລະ ມີປະສິດທິພາບແມ່ນຂຶ້ນກັບການອອກແບບແບບອາກາດຂອງໃບພັດ, ລະບົບສົ່ງກຳລັງ (ເກຍ ຫຼື ລະບົບຂັບເຄື່ອນໂດຍກົງ), ປະເພດຂອງເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າ, ແລະ ລະບົບຄວບຄຸມ ແລະ ເອເລັກໂຕຣນິກພະລັງງານເພື່ອໃຫ້ກົງກັບຜົນຜະລິດກັບມາດຕະຖານຕາຂ່າຍໄຟຟ້າ.
ດ້ວຍເຕັກໂນໂລຊີທີ່ມີການພັດທະນາຢູ່ສະເໝີ, ກັງຫັນລົມກຳລັງມີປະສິດທິພາບຫຼາຍຂຶ້ນ, ໜ້າເຊື່ອຖືຫຼາຍຂຶ້ນ, ແລະ ມີຄວາມສາມາດໃນການກາຍເປັນສ່ວນສຳຄັນຂອງການຫັນປ່ຽນພະລັງງານສະອາດ. ຈາກລົມພັດແຮງງ່າຍໆ, ໄຟຟ້າທີ່ເປັນພະລັງໃຫ້ແກ່ຊີວິດທີ່ທັນສະໄໝໄດ້ເກີດຂຶ້ນ - ເປັນຕົວຢ່າງທີ່ຊັດເຈນຂອງວິທີທີ່ວິທະຍາສາດ ແລະ ວິສະວະກຳກຳລັງເຮັດວຽກຮ່ວມກັນເພື່ອອະນາຄົດທີ່ຍືນຍົງຫຼາຍຂຶ້ນ.
