(1) Ottimizzare la struttura e l'ubicazione delle turbine eoliche
La teoria del progetto della turbina eolica ad asse orizzontale mostra che sotto un certo rapporto tra la velocità della turbina eolica e la velocità del vento, il rotore eolico della turbina eolica ha la più alta efficienza di conversione in energia eolica. Per le turbine eoliche a velocità costante comunemente utilizzate con velocità di rotazione costante, il rapporto ottimale tra la velocità di rotazione della turbina eolica e la velocità del vento non può essere mantenuto quando la velocità del vento cambia, quindi l'efficienza di conversione dell'energia eolica non può essere sempre mantenuta al valore ottimale. Tuttavia, la turbina eolica a velocità costante può emettere corrente alternata di frequenza costante, che è conveniente per il collegamento con la rete. La turbina eolica a velocità variabile sviluppata successivamente può mantenere il rapporto ottimale tra velocità e velocità del vento a diverse velocità del vento, quindi l'efficienza di conversione dell'energia eolica è elevata e generalmente può aumentare la generazione di energia di circa il 10 percento rispetto alla turbina eolica a velocità costante. Tuttavia, la frequenza della sua corrente di uscita è instabile e un dispositivo di conversione di frequenza aggiuntivo deve essere utilizzato per realizzare l'uscita di corrente alternata a frequenza costante per il collegamento con la rete elettrica. Attualmente, la maggior parte delle turbine eoliche di grandi dimensioni con una singola unità di potenza superiore a 1 MW adotta la modalità di funzionamento a velocità variabile.
Le torri nelle turbine eoliche tengono i rotori e le gondole in aria per una maggiore energia eolica. La torre ha due strutture principali, una è una torre cilindrica conica in lamiera d'acciaio, e l'altra è una torre a traliccio in acciaio ad angolo, entrambe dotate di scale e linee di sicurezza per il personale addetto alla manutenzione. Entra nella cabina. Le turbine eoliche di grandi e medie dimensioni sono dotate di un sistema di controllo composto da microcomputer e software di controllo, che può controllare automaticamente l'avvio, l'arresto, la regolazione della velocità e la protezione dai guasti dell'unità e può visualizzare e registrare automaticamente i parametri di funzionamento e le condizioni di lavoro dell'unità. Per garantire il funzionamento sicuro ed economico dell'unità. Le turbine eoliche possono essere suddivise in sistemi di generazione di energia eolica off-grid e sistemi di generazione di energia eolica collegati alla rete in base alle loro modalità operative. Il primo opera in modo indipendente ed è utilizzato principalmente in aree rurali remote, aree pastorali, isole e altre aree lontane dalla rete elettrica e la potenza dell'unità è piccola (generalmente inferiore a 5 kw). In questo sistema, la potenza CA prodotta dall'alternatore eolico viene rettificata dal raddrizzatore e quindi immessa nella batteria per l'accumulo di energia, quindi utilizzata dal carico CC. Se l'utente necessita di corrente alternata, deve essere installato un inverter tra la batteria e l'utente e quindi fornito all'utente. Durante i periodi di assenza di vento, la batteria può essere alimentata. Le turbine eoliche possono anche essere combinate con generatori diesel o sistemi di energia solare per formare un sistema di cogenerazione complementare. Un altro sistema può fornire alimentazione di riserva quando la turbina eolica non è in grado di erogare energia sufficiente.
La modalità di funzionamento della turbina eolica connessa alla rete si riferisce alla connessione della turbina eolica alla rete e all'integrazione della potenza di uscita nella rete. È stato ampiamente utilizzato per comuni turbine eoliche con velocità e frequenza costanti. Per la turbina eolica a velocità variabile, è necessario aggiungere un dispositivo di conversione di frequenza per fare in modo che la corrente in uscita raggiunga una frequenza costante e quindi connettersi alla rete per il funzionamento.
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