Fa'atinoga o le Rotor o le Turbine Matagi i Tulaga Eseese o le Matagi
E liua e turbine matagi le malosi fa'agaoioi o le matagi i le malosi eletise e ala i se rotor (lau ma le ogatotonu) e fa'ata'amilo ai se au o le generator. Peita'i, e le "fa'amautu" le fa'atinoga o le rotor; e matua'i a'afia lava i tulaga o le matagi e fesuisuia'i i le aluga o taimi. O le saoasaoa o le matagi, le vevesi, le itu e agai i ai le matagi, le mafiafia o le ea, ma e o'o lava i mea mata'utia e pei o le matagi malosi ma le sele fa'atulagaina e fuafua ai le lelei o le pu'eina e le rotor o le malosi, le tele o le avega fa'amekanika e gaosia, ma le mautu o le malosiaga e maua mai ai. O lenei tusiga o lo'o talanoaina ai le fa'atinoga o rotors o turbine matagi i lalo o tulaga eseese o le matagi, fa'atasi ai ma le mamanu ma le pulea o mea e fa'aaogaina e fa'atumauina ai le lelei ma le fa'atuatuaina.
Fa'avae o le Fa'atinoga o le Rotor: Malosiaga, Torque, ma le Power Coefficient
E vave ona faʻateleina le malosi o loʻo maua i le matagi faʻatasi ai ma le saoasaoa o le matagi. I se tulaga lautele, o le malosi faʻateorētika o loʻo i totonu o se tafega o le matagi e tutusa ma le kupita o le saoasaoa o le matagi (∝ v³). O lona uiga o se faʻaopoopoga laʻititi i le saoasaoa o le matagi e mafai ona maua ai se gafatia tele o le malosi. Ona "puʻeina" lea e le rotor nisi o lena malosi i se aerodynamic efficiency patino, o loʻo faʻatusalia e le power coefficient (Cp). E le mafai ona sili atu le tau o le Cp i le tapulaʻa Betz (pe tusa ma le 59,3%) aua e le mafai e le rotor ona puʻeina uma le malosi e aunoa ma le taofia o le tafe o le ea.
E fa'alagolago fo'i le fa'atinoga o le rotor i le fua fa'atatau o le saoasaoa o le pito (TSR), o le fua fa'atatau lea o le saoasaoa o le pito o le lau i le saoasaoa o le matagi. O le rotor e iai se TSR sili ona lelei, lea e maua ai e le tulimanu o le osofa'iga a le lau le si'itia maualuga ma le toso itiiti. Afai e maualalo tele le TSR, e masani ona fa'aletonu lau, ma fa'aitiitia ai le lelei. Afai e maualuga tele le TSR, e fa'ateleina le toso ma fa'ateleina le avega, e fa'aitiitia ai fo'i le lelei ma fa'ateleina ai le pisa.
Tulaga o le Matagi Malū (I lalo ifo o le Tipi): E le'i Aoga le Rotor
I le saoasaoa maualalo o le matagi, e masani ona pa'ū le rotor i lalo ifo o le tulaga e tipi ai (e masani lava pe tusa ma le 3–4 m/s i turbines fa'aonaponei). I lalo o nei tulaga, e le lava le malosi o le matagi e fa'ato'ilalo ai mea e leiloa fa'amekanika ma eletise (fete'ena'iga o le u'amea, le inertia o le rotor, mea e leiloa o le generator, ma mea e leiloa o le pulea), o lea e leai se malosiaga aoga e maua mai i le turbine. E faigata fo'i ona ausia le TSR sili ona lelei ona e le mautu le viliina. I nisi mamanu, o le a taofia pe fa'asa'oloto e le pulea le taofi, fetu'una'i le yaw, pe fa'atino se fuafuaga amata e fa'aitiitia ai le ofuina mai le tele o taimi e ki ai ma tape ai.
I matagi malū, o le luʻitau autū o le faʻaleleia atili lea o le mafai ona amata ma faʻatumauina le feliuliuaʻi e aunoa ma le faia o ni avega faʻasolosolo tele. O lau e iai ni faʻataʻitaʻiga lelei o le aerodynamic i numera maualalo o Reynolds, faʻatasi ai ma se faiga e pulea ai le generator e mafai ona amata malu, e fesoasoani i le turbine e faʻagaoioia lelei i nofoaga e malū le matagi.
Matagi Feololo (Itulagi 2): Ausia le Lelei Sili Ona Lelei
A sili atu le saoasaoa o le matagi i le tulaga ua tipiina ae o loʻo i lalo ifo lava o le saoasaoa o le matagi ua faʻatulagaina, e masani ona faʻagaoioia le rotor i le "Region 2," o se vaega lea o le sini autū o le pulea o le faʻateleina lea o le puʻeina o le malosi. I lalo o nei tulaga, o le a fetuʻunaʻi e le turbine e fesuiaʻi le saoasaoa o le rotor e faʻatumauina ai le TSR e latalata i le tau sili ona lelei. I le tausia o le TSR sili ona lelei, e mafai e le Cp ona oʻo atu i lona tumutumuga, ma faʻatagaina ai le malosi ua faʻaaogaina e faʻateleina i le v³.
I le taimi nei, e masani ona gaosia e le rotor le malosiaga sili ona "taugofie" ona o le maualuga o le lelei ma avega fa'atulagaina e fai si pulea lelei. E masani ona i ai le pito o le lau i se tulimanu la'ititi (low pitch) e fa'aleleia atili ai le si'itia o le aerodynamic. O le pulea o le torque a le generator e fa'atonutonuina ai le saoasaoa o le viliina: o le malosi o le matagi, o le tele foi lea o le torque e fa'aoga e fa'atumauina ai le TSR.
Matagi e Latalata i le Fa'atulagaina (Suiga): Malosiaga Fa'atapula'aina, Fa'ateleina le Avega
A latalata atu le matagi i le saoasaoa fa'atulagaina (e pei o le 11–13 m/s e fuafua i le mamanu), e ulufale atu le turbine i se vaega o suiga. Afai e fa'aauau pea ona mulimuli le eletise i le v³, o le a sili atu le malosi o le generator ma le faiga eletise i lo latou gafatia fa'atulagaina. O le mea lea, e suia ai le fuafuaga o le pulea: e suia le taula'iga mai le "fa'ateleina o le malosi" i le "fa'atapula'aina o le malosi ma le avega." O iinei e taua ai le pulea o le pitch.
O le rotor ua fa'asolo (ua fa'ateleina le tulimanu o le lau) e fa'aitiitia ai le si'itia ma fa'aitiitia ai le Cp, ma tausia ai le malosiaga o le eletise e tusa ai ma le tau fa'atulagaina. E ui lava ina tumau pea le mautu o le malosiaga eletise, ae o avega aerodynamic ma le vaivai e mafai ona fa'ateleina ona o le turbulence, shear, ma suiga i le itu o le matagi. E mana'omia le mamanuina o le lau e tali atu i ai, le mata'ituina o avega, ma le fa'atonutonuina o le pitch algorithms e puipuia ai le tele o le gatete.
Matagi Malosi (Itumalo 3): Tausia le Malosiaga Fa'alenatura ma le Saogalemu
I matagi e sili atu i le saoasaoa fa'atulagaina o le matagi, e eseese uiga o le turbine: e toetoe lava a tutusa le malosi o le eletise, ae o le rotor e fa'atauaina le lelei o le aerodynamic e fa'atumauina ai tapula'a o le fausaga ma le generator. E fa'ateleina le pitch o le lau i le fulufulu (fa'aitiitia le tulimanu o le osofa'iga), ma fa'aitiitia ai le si'itia. I lalo o nei tulaga, e sili atu ona fa'agaoioia le rotor e pei o se faiga fa'atonutonu ua mamanuina e "tumau saogalemu" nai lo le "ave'esea o le malosi aupito maualuga."
O le avega i luga o le rotor e le gata ina sau mai le tele o le malosi o le matagi ae faʻapea foʻi mai le vave o le fesuiaʻiga. E mafai e matagi malolosi ona mafua ai ni osooso o le torque ma ni taimi e punou ai i luga o lau ma le olo. O le mea lea, o le tele o turbines faʻaonaponei e iai foliga e pei o le puleaina vave o le pitch, faiga e puipuia ai le saoasaoa tele, ma masini e iloa ai avega mamafa.
Le Fevesia'iga ma le Savili: Fa'aitiitia le Lelei, Fa'ateleina le Vaivai
E mafai e turbine e lua o loʻo faʻagaoioia i le saoasaoa tutusa o le matagi ona faʻatino eseese pe afai e eseese le maualuga o le turbulence. E suia e le turbulence le tulimanu o le matagi e agi mai ai, ma mafua ai ona fesuisuiaʻi le tulimanu o le osofaʻiga a le lau, ma faigata ai ona tausia le Cp sili ona lelei. O se taunuuga, e mafai ona faʻaitiitia le gaosiga o le malosi, aʻo faʻateleina avega o le vaivai ona o le tele o taʻamilosaga o avega.
E sili atu ona ogaoga matagi malolosi (matagi pupuu ma saoasaoa maualuga): e mafai ona mafua ai le faʻateleina faʻafuaseʻi o le malosi, faʻaosofia ai ni tali faʻafuaseʻi o le pitch, ma faʻateleina ai le lamatiaga o le vaivai i aʻa o le lau ma le drivetrain. E masani ona faʻaaogaina e pulega faʻaonaponei se auala "faʻaitiitia o avega", e pei o le pulea o le pitch taʻitasi (IPC), lea e fetuʻunaʻi ai le pitch o lau taʻitasi e faʻaitiitia ai le avega e le tutusa i le taimi o le turbulence maualuga.
Suiga o le Itu o le Matagi ma le Lē Fa'atulagaina o le Vaiva'a
E sili ona aoga le fa'agaoioiga o le rotor pe a fa'asaga sa'o i le matagi. Afai e tupu se fa'aletonu o le yaw (le tulimanu i le va o le itu e agai i ai le matagi ma le au o le rotor), e fa'aitiitia le vaega e sosolo lelei ai ma e le tutusa le tafe i luga o lau. O le i'uga: fa'aitiitia le malosi ma fa'ateleina avega, aemaise lava avega i autafa i luga o le nacelle ma le 'olo. E galue le faiga e pulea ai le yaw e fa'ata'amilo le nacelle e taofi ai le "loka" o le rotor i le itu e agai i ai le matagi, ae o le tali soona malosi o le yaw e mafai fo'i ona mafua ai le ofuina ma fa'aopoopoina avega. O le mea lea, o le pulea o le yaw e masani ona i ai se deadband (tolerance zone) e taofia ai mai le fealua'i pea ma ni suiga laiti.
Sele o le Matagi ma le Fa'atulagaga Fa'atulagaina: Avega e Le Tutusa i Lau
O le wind shear o le suiga lea o le saoasaoa o le matagi e tusa ai ma le maualuga. I rotors tetele, e mafai e le vaega pito i luga o le rotor ona aʻafia i matagi malolosi nai lo le vaega pito i lalo. O lenei mea e mafua ai se tufatufaina atu o le malosi e le tutusa i le taamilosaga e tasi o le lau, ma mafua ai avega faʻasolosolo i luga o lau, ogatotonu, ma le olo. E aʻafia foʻi e le shear auala e pulea ai: i lalo o tulaga malolosi o le shear, e tatau i le puleaina o le pitch ma le torque ona amanaʻia le avega faifai pea ina ia ʻalofia ai le faʻavavevaveina o le vaivai o meafaitino.
I vaega e lata ane i luga o le fogaeleele (i luga o le matafaga), e masani ona malosi le sele ona o le fete'ena'iga o luga o le fogaeleele ma fa'alavelave e pei o la'au po'o fale. I se isi itu, o le tafega i fafo e masani ona sili atu le sologa lelei ma itiiti le sele, e mafai ai e le rotor ona fa'agaoioia ma fa'ateleina le mautu ma gaosia ai le malosi i se taimi e sili atu ona tutusa.
Mafiafia o le Ea, Vevela, ma le Maualuga: E Lē Tutusa le Malosiaga o le Matagi
I le fa’aopoopoga i le saoasaoa, o le mafiafia o le ea (ρ) e a’afia ai le malosiaga o lo’o maua. O le ea malulu ma maualuga le mamafa e sili atu lona mafiafia, ma mafai ai e le rotor ona gaosia le malosiaga sili atu i le saoasaoa tutusa o le matagi. I se isi itu, i nofoaga maualuluga e manifinifi ai le ea, e fa’aitiitia ai le malosiaga aoga o le matagi. E taua tele lenei mea mo le fuafuaina o le nofoaga o turbine ma le fa’atulagaina o le pi’o o le malosiaga. E mana’omia fo’i e le au fa’agaoioia ona mafaufau o suiga fa’avaitaimi i le vevela ma le mamafa e mafai ona suia ai le gaosiga o le malosiaga e tusa lava pe foliga tutusa fuainumera o le saoasaoa o le matagi.
Tulaga Matuia ma Fa'alavelave Tutupu: Puipuiga Sili
A oʻo ina oʻo atu matagi i le tulaga e tatau ona tipi ese ai (e masani lava pe tusa o le 20–25 m/s), e masani ona tapuni le turbine e puipuia ai le faʻaleagaina. I lalo o tulaga faigata, e mafai e avega aerodynamic ona sili atu nai lo le tau o le mamanu, ma faʻateleina ai le lamatiaga o le faʻaletonu. O le faiga o le tapuni e aofia ai le faʻaosoina o lau i le tulaga o le feather, taofi le rotor, ma loka le yaw system. A uma ona faʻaitiitia ma mautu matagi, e mafai ona toe amata le turbine pe a maeʻa faiga saogalemu.
Fa'ato'a
O le fa'atinoga o le rotor o le turbine matagi o le taunuuga lea o se fegalegaleaiga faigata i le va o le aerodynamics o le lau, le saoasaoa ma le pulea o le pitch, ma uiga o le matagi i le nofoaga. I matagi maualalo, o le lu'itau autu o le amata ma le fa'atumauina o le vili; i matagi feololo, e sili ona lelei le fa'agaoioiga o le rotor ma le TSR sili ona lelei; e latalata ma sili atu le saoasaoa fa'atulagaina, e sui le taula'i i le fa'atapula'aina o le malosi ma le fa'aitiitia o le avega; ae o le turbulence, gust, shear, ma le yaw misalignment e mafai ona fa'aitiitia ai le lelei a'o fa'ateleina ai le lamatiaga o le vaivai o le fausaga. Faatasi ai ma le mamanu talafeagai o le lau, pulea lelei (pitch, torque, yaw, ma e o'o lava i le pitch ta'itasi), ma le filifilia ma le fa'aeteete o le nofoaga, e mafai e le rotor ona gaosia le malosi sili ona tele a'o tatalia le tele o tulaga o le matagi i le olaga atoa o le turbine.
