風力発電所

風力発電所 (HPP) は、風力エネルギーを他の種類のエネルギー (電気、機械、熱など) に変換するように設計された、相互接続された施設と構造の複合体です。

風力タービンは、風力タービンの主要部分として、風力タービン、風力エネルギーを負荷（利用者）に伝達するシステム、および風力エネルギーの利用者自体（各装置：発電機、送水ポンプ、ヒーター、など）。

風力タービンは、風の運動エネルギーを風力タービンの動作運動の機械エネルギーに変換する装置です。風力タービンの動作動作は異なる場合があります。現在の既存の風力タービンでは、動作運動として円回転運動が使用されています。同時に、振動運動など、他のタイプの労働運動を利用するための数多くの提案が知られています（時には実行されることもあります）。

風力タービンのブレード システム (風車) は、異なる設計を持つことができます。最新の風力タービンでは、ブレード システムは、翼の断面形状を備えた固体ブレードの形で作られています (この場合、「ブレード」またはプロペラ風力タービンという用語が使用されることもあります)。

ブレードの代わりに回転シリンダーを使用するブレード システムの動作に成功していることが知られています (マグナス効果を使用)。柔軟な表面 (帆) を備えたさまざまなタイプのブレードに基づいてブレード システムを作成する提案があります。

したがって、ブレード - これはトルクを生成するプロペラの部品です。円形回転運動を行う風力タービンのブレード システムは、水平または垂直の回転軸を持つことができます。

特定の風力タービンを計算および設計する場合、その動作時の風条件に加えて、風力タービン、チーク材、および風力タービン全体の特性の両方を考慮する必要があります。この点に関して、風力タービンは次の基準に従って分類されます。

• 生成されるエネルギーの種類、

• パワーレベル、

• 予定

• 応用分野、

• 風力タービンの定速運転または可変速運転の標識、

• 管理方法、

• 伝送システムのタイプ。

生成されるエネルギーの種類に応じて、すべての風力発電所は風力エネルギーと風力エネルギーに分けられます。電気風力タービンは、直流または交流の電気を生成する組み込み設備に分類されます。機械式風力タービンは、ランニングマシンを駆動するために使用されます。

直流電気風車は目的に応じて、風力保証型、ユーザー保証型電源、非保証型電源に分けられます。交流電気風力タービンは、自律型、ハイブリッド型、同程度の出力の電力システム（ディーゼル プラントなど）と並行して動作するもの、グリッド型、強力な電力システムと並行して動作するものに分けられます。

適用分野による風力タービンの分類は、その目的によって決まります。

風力タービンを計算および設計し、その公称パラメータを選択するときは、負荷の種類（発電機、水ポンプなど）、ユーザーへの風力発電システムの種類、電気の種類を考慮する必要があります。発電および貯蔵システム。

風力エネルギー伝達システムは、機械の回転速度を上げたり上げたりせずに、風車のシャフトから対応する風力タービン機械 (ユーザー) のシャフトに動力を伝達するための、定義されたさまざまなデバイスのセットです。現代の風力エネルギーでは、機械的なエネルギー伝達方法が最もよく使用されています。

発電システムは、電気機械の発電機と一連の装置（制御装置、 パワーエレクトロニクス、バッテリーなど）標準の電気パラメータを使用してユーザーに接続します。

数ワットから数千キロワットまでの出力を持つ風力タービンが製造され、運転されています。 4 つのグループがあります: 超低電力 - 5 kW 未満、低電力 - 5 ～ 99 kW、中電力 - 100 ～ 1000 kW、高電力 - 1 MW 以上。各グループの風力タービンは、主に設計、基礎の種類、風力タービンの設置方法、制御システム、風力エネルギー伝送システム、設置方法、およびメンテナンス方法が互いに異なります。

水平軸風車の圧倒的な普及が達成されています。

図では。図１は、風力発電所の建設と風力発電所の全体図を示す。

米。 1. 風力発電所の設計: 1 — 風力タービン (風車)、2 — 風力タービン、3 — 発電機、4 — ギアボックス、5 — ターンテーブル、6 — 測定装置、7 — 風力タービンを含む風力タービン マスト風力タービンのシャフトに直接またはギアボックスを介して接続された発電機。

風力タービンには、風力タービンと、風力タービンのシャフトに直接またはギアボックスを介して接続された発電機が含まれています。

風力発電所 (WPP) は、並行して動作し、生成された電力を電力システムに供給する複数の風力タービンで構成されます。

計測装置は、風の向きや強さが変化すると信号を発して風の向きを変えたり、風の強さに応じて羽根の回転角度を調整したりする。

500、1000、1500、2000、4000kWの風力タービンがあります。 500 kWの風力タービンは、高さ40〜110 mのマスト、質量15〜30トンの風力ヘッド、回転周波数n = 20〜200 rpm、発電機ローターの速度は750- 1500 rpm (ギア付きドライブ) または 20 ～ 200 rpm (ダイレクトドライブ)。

風力タービンの発電機としては、非同期リス発電機がよく使用されます。非同期リス発電機は、風力発電所の信頼性を高めるために必要な、信頼性の高さ、設計の簡素化、軽量化という点で同期式とは異なります。

風力タービンは、自律的に動作することも、電力システムと並行して動作することもできます。自律運転中、HP 風力タービンの回転速度は調整されず、± 50% 以内に維持されます。そのため、発電機端子の周波数と電圧は一定ではありません。つまり、生成される電力の品質は低く、ユーザーはこのような風力タービンには、多くの場合、高い品質要件 (主に加熱装置) がありません。高品質のエネルギーを得るために、整流器、インバーター、バッテリーから構成される安定器が使用されます。

強力な風力タービンは電力システムと並行して動作します (図 2)。この並列接続により、風力タービンの周波数、電圧、速度が一定になります。発電機が送電網に与える電力はエンジンのトルクに依存し、風の力によって決まります。

風力タービンの可変回転周波数での中間周波コンバータを介した接続により、風力タービンと送電網との連携が可能。

非同期発電機を使用すると、風力タービンは可変速度で動作することもでき、発電機はネットワークに高品質の電力を供給します。励起のために、非同期発電機はネットワークまたは特別なコンデンサ バンクからの無効電力を消費します。同期ジェネレータ自体がそれを作成します。

米。 2… 強力な電源システムを備えた風力発電所の並列運転: VD — 風力機、R — ギアボックス、G — 発電機、V — 整流器、I — インバーター、U — 制御ユニット、ES — 電力システム

システム風力発電所（WPP）の特徴：

1. 風の可能性が高い場所に位置しています。

2.これらは発電装置の容量を備えており、大陸基地では 1500 ～ 2000 kW 以上、海上および海岸基地では 4000 ～ 5000 kW です。

3. リスローターを備えた非同期発電機と、低い発電機電圧 (0.50 ～ 0.69 kV) の同期発電機 (多くの場合、永久磁石励起を使用) が使用されます。

4. ステーションの効率が低い — 30 ～ 40%。

5. 熱負荷の欠如。

6. 高い操縦性ですが、気象条件に完全に依存します。

7. 動作風速の範囲は 3.0-3.5 ～ 20-25 m/s です。風速が 3.0 ～ 3.5 m / s 未満および 20 ～ 25 m / s を超える場合、風力タービンはグリッドから切り離されて非稼働位置に設置され、風速が回復すると、風力タービンは停止します。グリッドに接続され、エンジンモードで動作する発電機を使用して加速されます。

8. 発電機の電圧で電力を選択できない（自分のニーズを除く）。

9. 10、35、110、kV の電圧での消費者への送電。

現代の風力エネルギーは、世界の多くの国でエネルギー システムの一部となっており、一部の国では、再生可能エネルギー源に基づく代替エネルギーの主要構成要素の 1 つとなっています。詳細については、こちらをご覧ください。 世界の風力エネルギーの発展