पवन ऊर्जा संयंत्रे

पवन उर्जा संयंत्र (HPP) हे पवन ऊर्जेचे इतर प्रकारच्या उर्जेमध्ये (विद्युत, यांत्रिक, थर्मल, इ.) रूपांतर करण्यासाठी डिझाइन केलेले एकमेकांशी जोडलेल्या सुविधा आणि संरचनांचे एक जटिल आहे.

पवन टर्बाइन हा पवन टर्बाइनचा मुख्य भाग आहे, त्यात पवन टर्बाइन, पवन ऊर्जा लोड (वापरकर्ता) आणि स्वतः पवन ऊर्जा वापरणारी प्रणाली (प्रत्येक उपकरण: इलेक्ट्रिक मशीन जनरेटर, वॉटर पंप, हीटर, इ.).

पवन टर्बाइन हे पवन टर्बाइनच्या कार्यरत गतीच्या यांत्रिक उर्जेमध्ये वाऱ्याच्या गतिज ऊर्जेचे रूपांतर करणारे उपकरण आहे. पवन टर्बाइन करत असलेल्या कार्यरत हालचाली वेगळ्या असू शकतात. सध्या अस्तित्वात असलेल्या पवन टर्बाइनवर, वर्तुळाकार रोटरी गती कार्यरत गती म्हणून वापरली जाते. त्याच वेळी, इतर प्रकारच्या कामगार चळवळीच्या वापरासाठी असंख्य प्रस्ताव ज्ञात आहेत (कधीकधी अंमलात आणले जातात), उदाहरणार्थ, ऑसीलेटिंग.

विंड टर्बाइन ब्लेड सिस्टम (विंड व्हील) मध्ये भिन्न डिझाइन असू शकते.आधुनिक पवन टर्बाइनमध्ये, ब्लेड प्रणाली क्रॉस विभागात विंग प्रोफाइलसह घन ब्लेडच्या स्वरूपात बनविली जाते (कधीकधी या प्रकरणात «ब्लेड» किंवा प्रोपेलर विंड टर्बाइनचा वापर केला जातो).

ज्ञात ब्लेड सिस्टीम यशस्वीरित्या कार्यरत आहेत ज्यात ब्लेडऐवजी (मॅगनस प्रभाव वापरुन) फिरणारे सिलेंडर वापरले जातात. लवचिक पृष्ठभाग (पाल) असलेल्या विविध प्रकारच्या ब्लेडवर आधारित ब्लेड प्रणाली तयार करण्याचे प्रस्ताव आहेत.

म्हणून, ब्लेड - हा प्रोपेलरचा एक घटक आहे जो टॉर्क निर्माण करतो. ऑपरेटिंग वर्तुळाकार रोटरी मोशन असलेल्या पवन टर्बाइनच्या ब्लेड सिस्टममध्ये रोटेशनचा क्षैतिज किंवा अनुलंब अक्ष असू शकतो.

विशिष्ट पवन टर्बाइनची गणना आणि डिझाइन करताना, त्याच्या ऑपरेशनच्या पवन परिस्थितीव्यतिरिक्त, पवन टर्बाइन, सागवान लाकूड आणि संपूर्ण पवन टर्बाइनची दोन्ही वैशिष्ट्ये विचारात घेणे आवश्यक आहे. या संदर्भात, पवन टर्बाइनचे खालील निकषांनुसार वर्गीकरण केले जाते:

• व्युत्पन्न ऊर्जा प्रकार,

• शक्ती पातळी,

• भेट

• अर्जाची क्षेत्रे,

• विंड टर्बाइनच्या स्थिर किंवा परिवर्तनीय गती ऑपरेशनचे चिन्ह,

• व्यवस्थापन पद्धती,

• ट्रान्समिशन सिस्टमचा प्रकार.

व्युत्पन्न केलेल्या ऊर्जेच्या प्रकारानुसार, सर्व पवन ऊर्जा संयंत्रे पवन ऊर्जा आणि पवन ऊर्जा मध्ये विभागली जातात. इलेक्ट्रिक विंड टर्बाइन, यामधून, एम्बेडेड इंस्टॉलेशन्समध्ये विभागले गेले आहेत जे थेट किंवा वैकल्पिक करंट वीज निर्माण करतात. यांत्रिक पवन टर्बाइनचा वापर चालणारी मशीन चालविण्यासाठी केला जातो.

उद्देशानुसार, डीसी इलेक्ट्रिक विंड टर्बाइनचे पवन-गॅरंटीड, युजर-गॅरंटीड पॉवर सप्लाय, नॉन-गॅरंटीड पॉवर सप्लायमध्ये विभागले गेले आहेत.पर्यायी प्रवाहासह इलेक्ट्रिक पवन टर्बाइन स्वायत्त, संकरीत, तुलनात्मक उर्जेच्या इलेक्ट्रिक पॉवर सिस्टमसह (उदाहरणार्थ, डिझेल प्लांटसह), ग्रिडसह समांतरपणे कार्यरत, शक्तिशाली इलेक्ट्रिक पॉवर सिस्टमसह समांतरपणे कार्य करणारे, विभागलेले आहेत.

अनुप्रयोगाच्या क्षेत्रांनुसार पवन टर्बाइनचे वर्गीकरण त्यांच्या उद्देशानुसार निर्धारित केले जाते.

पवन टर्बाइनची गणना आणि डिझाइन करताना आणि त्याचे नाममात्र पॅरामीटर्स निवडताना, भाराचा प्रकार (इलेक्ट्रिक जनरेटर, वॉटर पंप इ.), वापरकर्त्याला पवन ऊर्जा ट्रान्समिशन सिस्टमचा प्रकार, विजेचा प्रकार विचारात घेणे आवश्यक आहे. जनरेशन आणि स्टोरेज सिस्टम.

पवन ऊर्जा संप्रेषण प्रणाली म्हणजे विंड व्हीलच्या शाफ्टपासून संबंधित विंड टर्बाइन मशीनच्या शाफ्टमध्ये (वापरकर्ता) यंत्राचा घूर्णन वेग न वाढवता किंवा न वाढवता शक्ती प्रसारित करण्यासाठी विविध उपकरणांचा एक परिभाषित संच आहे. आधुनिक पवन ऊर्जेमध्ये, ऊर्जा प्रसाराची यांत्रिक पद्धत बहुतेकदा वापरली जाते.

पॉवर जनरेशन सिस्टीम हे इलेक्ट्रिक मशीन्सचे जनरेटर आणि उपकरणांचा एक संच आहे (नियंत्रण साधने, पॉवर इलेक्ट्रॉनिक्स, बॅटरी इ.) मानक वीज मापदंड असलेल्या वापरकर्त्याशी कनेक्ट करण्यासाठी.

काही वॅट्सपासून ते हजारो किलोवॅटपर्यंतच्या विंड टर्बाइनची निर्मिती आणि संचालन केले जाते. चार गट आहेत: खूप कमी पॉवर — 5 kW पेक्षा कमी, कमी पॉवर — 5 ते 99 kW पर्यंत, मध्यम पॉवर — 100 ते 1000 kW पर्यंत, जास्त पॉवर — 1 MW पेक्षा जास्त. प्रत्येक गटातील पवन टर्बाइन प्रामुख्याने डिझाइन, पाया प्रकार, पवन टर्बाइन स्थापित करण्याची पद्धत, नियंत्रण प्रणाली, पवन ऊर्जा संप्रेषण प्रणाली, स्थापना पद्धत आणि देखभाल पद्धतीमध्ये एकमेकांपेक्षा भिन्न असतात.

क्षैतिज अक्ष पवन टर्बाइनचे मुख्य वितरण साध्य केले गेले आहे.

अंजीर मध्ये. 1 विंड फार्मचे बांधकाम आणि विंड फार्मचे सामान्य दृश्य दाखवते.

तांदूळ. 1. पवन ऊर्जा प्रकल्पाची रचना: 1 — विंड टर्बाइन (विंड व्हील), 2 — विंड टर्बाइन, 3 — जनरेटर, 4 — गिअरबॉक्स, 5 — टर्नटेबल, 6 — मोजण्याचे यंत्र, 7 — विंड टर्बाइन मास्टमध्ये पवन टर्बाइन असते आणि विंड टर्बाइन शाफ्टला थेट किंवा गिअरबॉक्सद्वारे जोडलेले इलेक्ट्रिक जनरेटर.

विंड टर्बाइनमध्ये पवन टर्बाइन आणि एक इलेक्ट्रिक जनरेटर असतो जो पवन टर्बाइनच्या शाफ्टला थेट किंवा गिअरबॉक्सद्वारे जोडलेला असतो.

विंड फार्म (WPP) मध्ये अनेक पवन टर्बाइन असतात ज्या समांतरपणे कार्यरत असतात आणि वीज प्रणालीला व्युत्पन्न वीज पुरवतात.

मापन यंत्र वाऱ्याची दिशा किंवा ताकद बदलते तेव्हा वाऱ्याचे डोके फिरवण्याचा सिग्नल देते आणि वाऱ्याच्या ताकदीनुसार ब्लेडच्या फिरण्याचा कोन देखील समायोजित करते.

500, 1000, 1500, 2000, 4000 kW साठी पवन टर्बाइन आहेत. 500 किलोवॅटच्या विंड टर्बाइनमध्ये आहे: 40-110 मीटर उंचीचा एक मास्ट, 15-30 टन वस्तुमान असलेले विंड हेड, रोटेशन वारंवारता n = 20-200 rpm, जनरेटर रोटरची गती 750- आहे. 1500 rpm (गियरसह ड्राइव्ह) किंवा 20-200 rpm (डायरेक्ट ड्राइव्ह).

पवन टर्बाइनमध्ये जनरेटर म्हणून, अतुल्यकालिक गिलहरी जनरेटर बहुतेकदा वापरले जातात, जे जास्त विश्वासार्हता, डिझाइनची साधेपणा आणि कमी वजनात सिंक्रोनसपेक्षा भिन्न असतात, जे पवन उर्जा संयंत्राची विश्वासार्हता वाढविण्यासाठी आवश्यक असते.

पवन टर्बाइन स्वायत्तपणे किंवा पॉवर सिस्टमच्या समांतरपणे कार्य करू शकतात.स्वायत्त ऑपरेशन दरम्यान, एचपी विंड टर्बाइनचा रोटेशन वेग ± 50% च्या आत नियंत्रित किंवा राखला जात नाही, म्हणून जनरेटर टर्मिनल्सची वारंवारता आणि व्होल्टेज स्थिर नसते, म्हणजेच व्युत्पन्न केलेली विद्युत उर्जा खराब दर्जाची असते आणि वापरकर्ते अशा पवन टर्बाइनमध्ये अनेकदा उच्च गुणवत्तेची आवश्यकता नसते (प्रामुख्याने गरम साधने). उच्च-गुणवत्तेची ऊर्जा मिळविण्यासाठी, रेक्टिफायर, इन्व्हर्टर आणि बॅटरी असलेले स्टॅबिलायझर्स वापरले जातात.

शक्तिशाली पवन टर्बाइन पॉवर सिस्टमच्या समांतर चालतात (चित्र 2). हे समांतर कनेक्शन पवन टर्बाइनची वारंवारता, व्होल्टेज आणि वेग स्थिर असल्याचे सुनिश्चित करते. जनरेटरने ग्रिडला दिलेली शक्ती इंजिनच्या टॉर्कवर अवलंबून असते आणि ती वाऱ्याच्या जोरावर ठरते.

विंड टर्बाइनच्या रोटेशनच्या व्हेरिएबल फ्रिक्वेंसीवर इंटरमीडिएट फ्रिक्वेंसी कन्व्हर्टरद्वारे कनेक्शनसह ग्रिडसह पवन टर्बाइनचे संभाव्य सहकार्य.

जेव्हा अॅसिंक्रोनस जनरेटर वापरला जातो, तेव्हा पवन टर्बाइन बदलत्या गतीने देखील कार्य करू शकते आणि जनरेटर नेटवर्कला उच्च-गुणवत्तेची वीज पुरवतो. उत्तेजित होण्यासाठी, असिंक्रोनस जनरेटर नेटवर्कमधून किंवा विशेष कॅपेसिटर बँकेकडून प्रतिक्रियाशील उर्जा वापरतो आणि सिंक्रोनस जनरेटर स्वतः ते तयार करतो.

तांदूळ. 2... शक्तिशाली वीज पुरवठा प्रणालीसह पवन ऊर्जा संयंत्राचे समांतर ऑपरेशन: VD — विंड मशीन, R — गियरबॉक्स, G — जनरेटर, V — रेक्टिफायर, I — इन्व्हर्टर, U — कंट्रोल युनिट, ES — पॉवर सिस्टम

प्रणाली पवन ऊर्जा संयंत्रांची वैशिष्ट्ये (WPP):

1. ते उच्च वारा क्षमता असलेल्या ठिकाणी स्थित आहेत.

2.त्यांच्याकडे पॉवर युनिट्सची क्षमता आहे: महाद्वीपीय तळासाठी 1500-2000 किलोवॅट आणि अधिक आणि समुद्र आणि किनाऱ्याच्या तळासाठी 4000-5000 किलोवॅट.

3. कमी जनरेटर व्होल्टेज (0.50-0.69 केव्ही) सह गिलहरी रोटर आणि सिंक्रोनस (बहुतेकदा कायम चुंबक उत्तेजनासह) असिंक्रोनस जनरेटर वापरतात.

4. स्टेशनची कमी कार्यक्षमता — 30-40%.

5. उष्णतेच्या भाराचा अभाव.

6. उच्च कुशलता, परंतु हवामानाच्या परिस्थितीवर पूर्ण अवलंबित्व.

7. 3.0-3.5 ते 20-25 m/s पर्यंत कार्यरत वाऱ्याच्या गतीची श्रेणी. जेव्हा वाऱ्याचा वेग 3.0-3.5 m/s पेक्षा कमी आणि 20-25 m/s पेक्षा जास्त असतो, तेव्हा पवन टर्बाइन ग्रिडमधून डिस्कनेक्ट केले जातात आणि कार्यरत नसलेल्या स्थितीत स्थापित केले जातात आणि जेव्हा वाऱ्याचा वेग पुनर्संचयित केला जातो तेव्हा पवन टर्बाइन ग्रिडशी जोडलेले आहेत आणि इंजिन मोडमध्ये कार्यरत जनरेटर वापरून प्रवेगक आहेत.

8. जनरेटर व्होल्टेजवर (स्वतःच्या गरजा वगळता) विद्युत शक्तीच्या निवडीचा अभाव.

9. 10, 35, 110, kV च्या व्होल्टेजवर ग्राहकांना विजेचे प्रसारण.

जगातील बर्‍याच देशांमध्ये आधुनिक पवन ऊर्जा ही ऊर्जा प्रणालींचा एक भाग आहे आणि काही देशांमध्ये ती अक्षय ऊर्जा स्त्रोतांवर आधारित पर्यायी उर्जेचा एक मुख्य घटक आहे. याबद्दल अधिक वाचा येथे: जगात पवन ऊर्जेचा विकास