Báwo ni àwọn ẹ̀rọ amúnáwá afẹ́fẹ́ ṣe ń mú iná mànàmáná jáde
Àwọn ẹ̀rọ afẹ́fẹ́ jẹ́ ọ̀kan lára àwọn ìmọ̀ ẹ̀rọ agbára tí ó ń yára tàn kálẹ̀ jùlọ ní àwọn ọdún àìpẹ́ yìí. Ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ orílẹ̀-èdè, a lè rí àwọn ẹ̀rọ afẹ́fẹ́ ní etíkun, àwọn òkè, àti pàápàá ní etíkun, tí wọ́n ń lo afẹ́fẹ́ láti mú iná mànàmáná jáde. Ṣùgbọ́n báwo gan-an ni ẹ̀rọ afẹ́fẹ́ ṣe ń yí agbára "tí a kò lè rí" ti afẹ́fẹ́ padà sí iná mànàmáná tí ó lè tan ìmọ́lẹ̀, ṣiṣẹ́ àwọn ẹ̀rọ, tàbí gba agbára sí àwọn ẹ̀rọ itanna? Kókó pàtàkì wà nínú ìlànà ìyípadà agbára tí ó ń ṣẹlẹ̀ nínú ẹ̀rọ afẹ́fẹ́, pàápàá jùlọ ẹ̀rọ afẹ́fẹ́. Àpilẹ̀kọ yìí jíròrò bí ẹ̀rọ afẹ́fẹ́ ṣe ń mú iná mànàmáná jáde, láti afẹ́fẹ́ tí ń fẹ́ títí tí iná mànàmáná yóò fi ṣetán láti fi ránṣẹ́ sí àkójọpọ̀.
1. Láti Agbára Afẹ́fẹ́ sí Agbára Ẹ̀rọ: Ipa ti Propeller
Kí ẹ̀rọ amúṣẹ́dá náà tó ṣiṣẹ́, ẹ̀rọ afẹ́fẹ́ máa ń kọ́kọ́ gba agbára ìṣiṣẹ́ láti inú afẹ́fẹ́. Agbára afẹ́fẹ́ yìí máa ń kọlu àwọn abẹ́ tí a ṣe láti jọ àwọn ìyẹ́ apá ọkọ̀ òfúrufú. Apẹrẹ afẹ́fẹ́ ti àwọn abẹ́ máa ń mú kí afẹ́fẹ́ gbéra nígbà tí afẹ́fẹ́ bá kọjá lórí àwọn ojú wọn. Ìgbéga yìí máa ń mú kí rotor náà yípo.
Iyára ìyípo rotor kìí ṣe ohun tí ó dúró ṣinṣin nígbà gbogbo, nítorí pé iyára afẹ́fẹ́ ló ní ipa lórí rẹ̀ gidigidi. Àwọn turbines òde òní ní ètò ìṣàkóso ìpele tí ó lè yí igun abẹfọ́ padà láti mú kí agbára gba agbára dáadáa àti láti dènà ìbàjẹ́ nígbà tí afẹ́fẹ́ bá ń fẹ́.
Lẹ́yìn náà, ìyípo rotor yìí di agbára ẹ̀rọ àkọ́kọ́. Agbára yìí ni a gbé láti inú ọ̀pá náà lọ sí apá àárín ti turbine náà, tí a ń pè ní nacelle, níbi tí ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn èròjà pàtàkì wà—pẹ̀lú àpótí ìṣiṣẹ́ (nínú àwọn àpẹẹrẹ kan), bírékì, ètò ìṣàkóso, àti ẹ̀rọ amúṣẹ́dá.
2. Ọpá àti àpótí ìṣiṣẹ́: Ṣíṣe àtúnṣe iyàrá fún ẹ̀rọ ìṣiṣẹ́
Nínú nacelle ni ọ̀pá pàtàkì wà, èyí tí a so mọ́ rotor. Ọ̀pá yìí ní agbára púpọ̀ ṣùgbọ́n ó sábà máa ń yípo díẹ̀díẹ̀. Ní àkókò kan náà, ọ̀pọ̀lọpọ̀ irú àwọn ẹ̀rọ iná mànàmáná nílò ìyára yíyí kíákíá láti mú iná mànàmáná jáde dáadáa.
Ibí ni gearbox ti wa ninu awọn eto afẹfẹ afẹmi ti o wọpọ. Gearbox naa mu iyara iyipo ti ọpa akọkọ pọ si iyara giga lori ọpa iyara giga, eyiti o jẹ ki o dara fun awọn jeneratores. Fun apẹẹrẹ, rotor le yiyi ni 10–20 rpm nikan, lẹhinna o pọ si ọgọọgọrun tabi paapaa ẹgbẹẹgbẹrun rpm ṣaaju ki o to wọ inu jeneratores naa, da lori apẹrẹ rẹ.
Sibẹsibẹ, kii ṣe gbogbo awọn turbines lo awọn apoti gearbox. Awọn turbines awakọ taara tun wa, eto kan ninu eyiti rotor sopọ taara si ẹrọ ina nla ti a ṣe apẹrẹ lati yiyi ni iyara kekere. Awọn turbines awakọ taara nigbagbogbo ni awọn ẹya gbigbe diẹ, eyiti o jẹ ki itọju rọrun, botilẹjẹpe eto ẹrọ ina tobi ati pe idiyele ibẹrẹ le ga julọ.
3. Ìlànà Ìpìlẹ̀ ti Ẹ̀rọ Amúṣiṣẹ́: Ìfàsẹ́yìn Ẹ̀rọ Amúṣiṣẹ́
Ní pàtàkì iṣẹ́ ìṣẹ̀dá iná mànàmáná nínú àwọn turbines afẹ́fẹ́ ni ìfàmọ́ra elektromagnetic, ìlànà ti ara tí Michael Faraday ṣàlàyé. Ní ṣókí, nígbà tí olùdarí kan (fún àpẹẹrẹ, okùn wáyà) bá ní ìrírí ìyípadà pápá oofa, iná mànàmáná kan máa ń jáde nínú olùdarí náà.
Àwọn ẹ̀rọ ìṣiṣẹ́ máa ń lo ìlànà yìí nípa gbígbé apá kan tí a ń pè ní rotor (apá tí ń yípo) ní ìbámu pẹ̀lú stator (apá tí ó dúró). Rotor sábà máa ń ní oofa tàbí electromagnet tí ó wà títí, nígbà tí stator náà ní àwọn coils ti wáyà bàbà. Bí rotor náà ṣe ń yípo, pápá oofa tí ó ń yí padà “ń gé” àwọn coils nínú stator, tí ó ń mú folti iná mànàmáná jáde. Lẹ́yìn náà, a lè gbé folti yìí lọ gẹ́gẹ́ bí iná mànàmáná.
Ina mànàmáná tí ẹ̀rọ afẹ́fẹ́ ń ṣe máa ń jẹ́ alternating current (AC). Ìwọ̀n ìgbàlódé àti fólẹ́ẹ̀tì rẹ̀ sinmi lórí iyàrá ìyípo ẹ̀rọ afẹ́fẹ́ náà, àwòrán yíyípo náà, àti iye àwọn ọ̀pá magnetic.
4. Iru Awọn Generator ninu Awọn Turbines Afẹfẹ
Ọ̀pọ̀lọpọ̀ irú àwọn ẹ̀rọ amúṣẹ́dá ni a sábà máa ń lò nínú àwọn ẹ̀rọ afẹ́fẹ́ òde òní. Yíyàn irú rẹ̀ sinmi lórí àwọn ohun tí a nílò láti ṣàkóso, bí ó ti yẹ, iye owó rẹ̀, àti ìbáramu pẹ̀lú ẹ̀rọ amúṣẹ́dá.
1. Ẹ̀rọ Induction (Ẹrọ Induction Generator)
Àwọn ẹ̀rọ amúṣẹ́dá induction ni a ń lò fún gbogbo ènìyàn nítorí pé wọ́n ní agbára ìkọ́lé àti pé wọ́n ní agbára tó pọ̀. Irú èyí ń ṣiṣẹ́ pẹ̀lú ìyàtọ̀ iyàrá kékeré láàárín pápá oofa àti rotor (slip). Nínú àwọn ohun èlò afẹ́fẹ́, a sábà máa ń lo àwọn ẹ̀rọ amúṣẹ́dá induction tẹ́lẹ̀ nínú àwọn ẹ̀rọ amúṣẹ́dá induction tó ní iyàrá tó dúró ṣinṣin. Àléébù rẹ̀ ni pé ìṣàkóso wọn kò rọrùn púpọ̀, ó sì lè jẹ́ pé a nílò àtúnṣe agbára tó ń ṣiṣẹ́.
2. Ẹ̀rọ ìṣiṣẹ́pọ̀ (Ẹrọ ìṣiṣẹ́pọ̀)
Àwọn ẹ̀rọ amúṣẹ́dára aláfọwọ́ṣe máa ń mú kí ìṣàn AC jáde ní ìwọ̀n ìgbà tí ó bá iyára rotor àti iye àwọn ọ̀pá magnetic mu. Irú ẹ̀rọ amúṣẹ́dára yìí ni a sábà máa ń lò nínú àwọn ẹ̀rọ amúṣẹ́dára tàbí àwọn ẹ̀rọ amúṣẹ́dára tí ó ní àwọn ẹ̀rọ amúṣẹ́dára tí ó kún fún gbogbo agbára, nítorí pé ó ń fúnni ní ìṣàkóso tí ó ga jù lórí dídára agbára àti iyára iṣẹ́.
3. DFIG (Ẹ̀rọ ìpèsè ìfàmọ́ra oní-méjì)
Èyí jẹ́ ìmọ̀-ẹ̀rọ tó gbajúmọ̀ gan-an fún àwọn ẹ̀rọ afẹ́fẹ́ ńláńlá. DFIG gba ẹ̀rọ afẹ́fẹ́ láàyè láti ṣiṣẹ́ ní iyàrá afẹ́fẹ́ tó yàtọ̀ nípa lílo ẹ̀rọ ayípadà agbára díẹ̀ nínú ẹ̀rọ afẹ́fẹ́ náà. Àwọn àǹfààní rẹ̀ ni pé ó ń ṣiṣẹ́ dáadáa àti ìdínkù nínú àìní fún ẹ̀rọ ayípadà pípé, èyí tó ń mú kí owó rẹ̀ dín kù ní ìfiwéra pẹ̀lú àwọn ètò mìíràn.
5. Láti Generator sí Grid: Ipa Àwọn Ayípadà àti Àwọn Ayípadà
Ina lati inu awọn ẹrọ ina kii ṣe deede nigbagbogbo fun pinpin taara si awọn ẹrọ ina. Awọn ẹrọ ina nilo foliteji ati igbohunsafẹfẹ ti o duro ṣinṣin (fun apẹẹrẹ, 50 Hz ni Indonesia), lakoko ti iyara turbine n yipada pẹlu afẹfẹ. Nitorinaa, awọn ẹrọ ina ina ode oni nigbagbogbo nlo awọn eto itanna agbara.
– Ẹ̀rọ ìyípadà (Power Electronics Converter) ń ṣiṣẹ́ láti mú kí ìgbà tí a bá ń lò ó dúró dáadáa àti láti ṣe àtúnṣe folti tí ó ń jáde. Nínú ètò iyàrá oníyípadà, a lè yípadà iná AC láti inú ẹ̀rọ ìṣiṣẹ́ náà sí DC, lẹ́yìn náà a lè yípadà sí AC ní ìgbà tí ó bá yẹ fún àwọ̀n. Ìlànà yìí ń jẹ́ kí turbine náà lè gba agbára dáadáa ní onírúurú ipò afẹ́fẹ́.
– Àwọn ẹ̀rọ ìyípadà iná mànàmáná ń mú kí fóltéèjì iná pọ̀ sí i fún ìgbéjáde tó dára. Èyí jẹ́ nítorí pé bí fóltéèjì náà ṣe pọ̀ sí i, bẹ́ẹ̀ ni agbára iná náà ṣe ń dínkù fún agbára kan náà, èyí sì ń dín ìpàdánù ooru nínú àwọn wáyà kù (ìpàdánù I²R). Lẹ́yìn tí a bá ti gbé e sókè, a máa ń fi wáyà ránṣẹ́ sí ibi tí a ti ń pín iná náà sí, lẹ́yìn náà a máa ń pín iná náà sí ẹ̀rọ ìdàgbàsókè tàbí ẹ̀rọ ìdàgbàsókè.
6. Awọn Eto Iṣakoso ati Aabo: Mimu Lilo daradara ati Agbara
Afẹ́fẹ́ turbine ju propeller àti generator lásán lọ. Ó ní ètò ìṣàkóso tó lọ́gbọ́n tí ó ń ṣe àkíyèsí iyàrá afẹ́fẹ́, ìtọ́sọ́nà, ìwọ̀n otútù ẹ̀yà ara, ìgbọ̀nsẹ̀, àti dídára iná mànàmáná nígbà gbogbo.
– Eto yaw naa n yi nacelle pada lati dojukọ itọsọna afẹfẹ nigbagbogbo lati mu agbara gbigba pọ si.
– Eto pitch naa yi igun abẹfẹlẹ pada lati ṣakoso iyipo, mu iṣẹ ṣiṣe pọ si, ati daabobo turbine lakoko afẹfẹ lile.
– A lo eto bireki ni awọn ipo pajawiri tabi itọju.
– Awọn sensọ ati SCADA n ran awọn oniṣẹ lọwọ lati ṣe abojuto awọn ipo turbine latọna jijin ati ṣeto iṣeto itọju.
Gbogbo àwọn ètò wọ̀nyí ń rí i dájú pé ẹ̀rọ amúṣẹ́dá náà ń ṣiṣẹ́ ní ipò ààbò, wọ́n ń dín ewu ìbàjẹ́ kù, wọ́n sì ń mú kí iná mànàmáná dúró ṣinṣin.
7. Ní àkótán: Ìṣàn Ìyípadà Agbára nínú Àwọn Turbines Afẹ́fẹ́
Láti jẹ́ kí ó rọrùn láti lóye, èyí ni ìṣàn àyípadà agbára díẹ̀:
1. Afẹ́fẹ́ ní agbára ìṣiṣẹ́.
2. Ẹ̀rọ ìfọ́mọ́ra náà yí i padà sí agbára ẹ̀rọ (yíyípo rotor).
3. Ọpá àti (tí ó bá wà) àpótí ìjókòó ń ṣe àtúnṣe iyàrá yíyípo.
4. Ẹ̀rọ ìṣẹ̀dá náà yí agbára ẹ̀rọ padà sí agbára iná mànàmáná (AC) nípasẹ̀ ìfàsẹ́yìn onínámánà.
5. Àwọn olùyípadà àti àwọn olùyípadà máa ń ṣàtúnṣe fóltéèjì àti ìgbàkúgbà láti bá nẹ́tíwọ́ọ̀kì náà mu.
6. A fi ina ranṣẹ si ikanni ina ati pe awọn alabara lo o.
Penutup
Àwọn ẹ̀rọ amúlétutù afẹ́fẹ́ máa ń mú iná mànàmáná jáde nípa lílo ìlànà ìfàsẹ́yìn oníná-ìmọ́lẹ̀—yíyí ìyípo oníná ti rotor padà sí ìṣàn iná mànàmáná nípasẹ̀ ìbáṣepọ̀ àwọn pápá mànàmáná àti àwọn coils. Síbẹ̀síbẹ̀, ìlànà náà kò dá ara rẹ̀ dúró. Àṣeyọrí turbine afẹ́fẹ́ nínú mímú iná mànàmáná tí ó dúró ṣinṣin àti tí ó munadoko sinmi lórí ìrísí aerodynamic ti àwọn propellers, ètò ìgbéjáde (gearbox tàbí direct-drive), irú generator, àti ìṣàkóso àti ẹ̀rọ itanna láti bá ìjáde náà mu dé ìwọ̀n grid.
Pẹ̀lú ìmọ̀ ẹ̀rọ tó ń yípadà nígbà gbogbo, àwọn ẹ̀rọ afẹ́fẹ́ ń di ohun tó gbéṣẹ́ jù, tó ṣeé gbẹ́kẹ̀lé jù, tó sì lágbára láti di apá pàtàkì nínú ìyípadà agbára mímọ́. Láti inú afẹ́fẹ́ tó rọrùn, iná mànàmáná tó ń fún ìgbésí ayé òde òní lágbára ni a bí—àpẹẹrẹ tó ṣe kedere nípa bí ìmọ̀ sáyẹ́ǹsì àti ìmọ̀ ẹ̀rọ ṣe ń ṣiṣẹ́ papọ̀ fún ọjọ́ iwájú tó túbọ̀ wà pẹ́ títí.
