Instalação de turbina eólica. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
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As turbinas eólicas modernas são máquinas que convertem a energia eólica em energia mecânica de uma roda eólica rotativa e depois em energia elétrica.
Atualmente, dois projetos principais de turbinas eólicas são usados (veja a figura): turbinas eólicas horizontais-axiais e verticais-axiais. Ambos os tipos de turbinas eólicas têm eficiência aproximadamente igual, mas as turbinas eólicas do primeiro tipo são as mais amplamente utilizadas. A potência das turbinas eólicas pode variar de centenas de watts a vários megawatts.
Anteriormente, as turbinas eólicas usavam turbinas eólicas do chamado tipo "ativo" (tipo carrossel, Savonius, etc.), que usam a força da pressão do vento (em contraste com as turbinas eólicas mencionadas acima que usam força de elevação). No entanto, tais instalações têm uma eficiência muito baixa (inferior a 20%), por isso é atualmente para produção.
Os principais componentes de instalações de ambos os tipos:
- uma roda de vento (rotor) que converte a energia do fluxo de vento que se aproxima em energia mecânica de rotação do eixo da turbina. O diâmetro da roda eólica varia de vários metros a várias dezenas de metros. A velocidade de rotação é de 15 a 100 rpm. Normalmente, para turbinas eólicas conectadas à rede, a velocidade de rotação da roda eólica é constante. Para sistemas autônomos com retificador e inversor - geralmente uma variável;
- multiplicador - um elo intermediário entre a roda eólica e o gerador elétrico, que aumenta a frequência de rotação do eixo da roda eólica e garante a coordenação com a velocidade do gerador. A exceção são as turbinas eólicas de baixa potência com geradores especiais de imãs permanentes; os multiplicadores geralmente não são usados nessas turbinas eólicas;
- uma torre (às vezes reforçada com suportes de aço) na qual está instalada uma roda de vento. Para turbinas eólicas de alta potência, a altura da torre chega a 75 M. Normalmente são mastros cilíndricos, embora também sejam utilizadas torres treliçadas;
- base (fundação), projetada para evitar que a instalação caia com ventos fortes.
Além disso, para proteger contra avarias durante fortes rajadas de vento e furacões, quase todas as turbinas eólicas de alta capacidade param automaticamente se a velocidade do vento exceder o valor limite. Para efeitos de manutenção, devem estar equipados com um dispositivo de travagem. As turbinas eólicas horizontais-axiais incorporam um dispositivo que fornece orientação automática da roda do vento na direção do vento.
O tamanho da turbina eólica depende do uso pretendido. A principal característica que determina o tamanho desses sistemas é a potência do aerogerador. Por exemplo, para trabalhar na rede, é possível usar turbinas eólicas com capacidade de 50 kW ou mais.
Turbinas eólicas de menor potência são normalmente utilizadas como autônomas. Por exemplo, uma turbina eólica para fornecimento de energia a um edifício residencial pode ter uma potência de várias centenas de W a 10 kW, dependendo da carga e do consumo de energia. Essas turbinas eólicas geralmente incluem um AB e, em muitos casos, um gerador a diesel como fonte de energia reserva durante longos períodos de calmaria. Pequenas empresas e vilas remotas podem usar turbinas eólicas de potência significativamente maior. Turbinas de baixa potência (menos de 1 kW) podem ser usadas para carregar baterias e alimentar uma pequena carga (comunicações, iluminação, ferramentas elétricas, TV, etc.).
Autores: Kargiev V.M., Martirosov S.N. e etc
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