풍력 터빈 발전기의 종류
풍력 터빈은 두 가지 주요 구성 요소로 구성되어 있으며,그 중 하나를 살펴본 후,이전 튜토리얼에서 로터 블레이드 디자인을 살펴본 후,이제 다른 하나는 풍력 터빈 발전기 또는 전기를 생성하는 데 사용되는 전기 기계입니다. 낮은 회전수 전기 발전기는 쓸모 있는 전기로 바람 에너지에 의해 우리의 가정을 공급하기 위하여 일어난 기계적인 회전 힘 개조를 위해 사용되고 어떤 풍력 체계든지의 중심에 있습니다.
로터 블레이드(원동기라고도 함)에 의해 생성 된 회전 기계 전력을 가정용 전력 및 조명 응용 분야에서 사용하거나 배터리를 충전하는 데 유용한 전력으로 변환하는 것은 풍력 발전 시스템에 일반적으로 사용되는 다음과 같은 주요 유형의 회전 전기 기계 중 하나에 의해 수행 될 수 있습니다:
- 1. 직접 전류(직류)기계,일컬어 발전기
- 2. 교류 전류(교류)동기 기계,또한 교류 발전기
- 3. 교류 유도 기계는 교류 발전기
이 모든 전기 기계는 패러데이의 전자기 유도 법칙에 따라 작동하는 전기 기계 장치입니다. 즉 그들은 자속 및 전류,또는 전하의 흐름의 상호 작용을 통해 작동 합니다. 이 과정이 뒤집을 수 있는 때,동일한 기계는 기력으로 전력을 개조하기를 위해 전통적인 전기 모터로,또는 기력을 전력으로 다시 개조하는 발전기로 사용될 수 있습니다.
풍력 터빈 응용 분야에서 가장 일반적으로 사용되는 전기 기계는 발전기로서 동기식 발전기와 유도 발전기(그림과 같이)가 더 큰 풍력 터빈 발전기 시스템에서 일반적으로 사용됩니다. 일반적으로 작은 또는 홈 만든 바람 터빈 낮은 속도 영구 자석 직류 발전기 또는 발전기를 사용 하는 경향이 그들은 작은,저렴 하 고 훨씬 쉽게 연결.
그래서 우리가 풍력 발전을 생산하는 데 사용할 수있는 전기 발전기의 어떤 종류의 차이를 만들 않습니다. 간단한 대답은 모두 당신이 원하는 시스템 및 응용 프로그램의 유형에 따라 달라집니다으로,예,아니오입니다. 발전기 또는 구형 발전기의 저전압 직류 출력은 배터리를 충전하는 데 사용할 수 있으며 발전기의 높은 교류 정현파 출력은 로컬 그리드에 직접 연결할 수 있습니다.
또한,출력 전압 및 전력 수요는 전적으로 당신이 가지고있는 가전 제품과 당신이 그들을 사용하고자하는 방법에 따라 달라집니다. 더하여,바람 터빈 발전기의 위치는,바람 자원 그것을 장시간 동안 끊임없이 자전하는 유지할 것입니다 또는 발전기 속도 및 그러므로 그것의 산출은 유효한 바람에 있는 변이에 여기저기 변화할 것입니다.
발전
풍력 터빈 발전기는 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하여 전기를 만드는 것입니다. 여기서 분명히 할 수 있습니다,그들은 에너지를 생성하거나 로터 블레이드를 회전하는 데 사용되는 기계적 에너지의 양보다 더 많은 전기 에너지를 생산하지 않습니다. 발전기에”부하”또는 전기 수요가 클수록 로터를 돌리는 데 더 많은 기계적 힘이 필요합니다. 이런 이유로 발전기는 다른 크기 들어오고 전기의 다른 양을 일으킵니다.
“풍력 터빈 발전기”의 경우,바람은 터빈의 블레이드에 대해 직접 밀어 넣어 바람의 직선 운동을 발전기 회 전자를 회전시키는 데 필요한 회전 운동으로 변환하고 바람이 더 세게 밀수록 더 많은 전기 에너지가 생성 될 수 있습니다. 그런 다음 가능한 한 바람에서 많은 에너지를 추출 할 수있는 좋은 풍력 터빈 블레이드 디자인을 갖는 것이 중요합니다.
모든 전기 터빈 발전기는 전기 코일을지나 자기장을 움직이는 효과 때문에 작동합니다. 전자가 전기 코일을 통해 흐를 때 그 주위에 자기장이 생성됩니다. 마찬가지로,자기장이 와이어 코일을 지나갈 때,전압은 패러데이의 자기 유도 법칙에 의해 정의 된대로 코일에 유도되어 전자가 흐르게합니다.
자기 유도를 이용한 간단한 발전기
자석을 단일 와이어 루프를지나 이동하면 자석의 자기장으로 인해 와이어 루프 내에서 전압과 기전력(전기 동기력)이 유도된다는 것을 알 수 있습니다.
와이어 루프를 가로질러 전압이 유도되면,전자의 흐름 형태의 전류가 루프 주위로 흐르기 시작하여 전기를 발생시킨다.
그러나 그림과 같이 단일 개별 와이어 루프 대신 동일한 전자에 많은 루프를 감아 와이어 코일을 형성하면 동일한 양의 자속에 대해 훨씬 더 많은 전압과 전류가 생성 될 수 있습니다.
이것은 자속이 더 많은 와이어를 가로 질러 절단되어 더 큰 기전력을 생성하고 이것이 패러데이의 전자기 유도 법칙의 기본 주체이며 교류 발전기는이 주체를 사용하여 풍력 터빈 또는 수력 터빈에서 회전과 같은 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하여 정현파 파형을 생성하기 때문입니다.
그래서 우리는 전기 세대에 대한 세 가지 주요 요구 사항이 있음을 볼 수 있습니다:
- 코일 또는 도체 세트
- 자기장 시스템
- 도체와 필드 사이의 상대 운동
그런 다음 와이어의 코일이 더 빨리 회전할수록 코일에 의해 자속이 절단되는 변화율이 커지고 코일 내에서 유도 된 기전력이 커집니다. 마찬가지로,자기장이 강하게 만들어지면,유도 된 기전력은 동일한 회전 속도에 대해 증가 할 것이다. 따라서:유도 된 기전력*명.여기서:”명”은 자기장 플럭스이고”명”은 회전 속도입니다. 또한,생성 된 전압의 극성은 자속 라인의 방향 및 도체의 이동 방향에 의존한다.
그 문제에 대한 전기 발전기와 발전기에는 두 가지 기본 유형이 있습니다:영구 자석 발전기와 두 가지 주요 부분으로 구성된 두 가지 유형의 상처 필드 발전기:고정자와 회 전자.
고정자는 기계의”고정”(따라서 그 이름)부분이며 전자석을 생산하는 전기 권선 세트 또는 설계 내에 영구 자석 세트를 가질 수 있습니다. 로터는”회전”하는 기계의 일부입니다. 다시 말하지만,로터는 회전하는 출력 코일 또는 영구 자석을 가질 수 있습니다. 일반적으로 풍력 터빈 발전기에 사용되는 발전기 및 발전기는 전자석 또는 영구 자석을 생성하는 방법에 따라 정의됩니다.
두 가지 유형의 실제 장점과 단점은 없습니다. 시장에 나와있는 대부분의 주거용 풍력 터빈 발전기는 터빈 발전기 설계 내에서 영구 자석을 사용하며 일부는 전자기 코일을 사용하지만 기계의 회전으로 필요한 자기장을 생성합니다.
이 고강도 자석은 일반적으로 네오디뮴 철 또는 사마륨 코발트와 같은 희토류 재료로 만들어져 필드 권선이 일정한 자기장을 제공 할 필요가 없으므로 더 간단하고 견고한 구조로 이어집니다.
권선장 권선은 자기(따라서 전력)를 다양한 풍속과 일치시키는 이점이 있지만 필요한 자기장을 생성하기 위해 외부 에너지 원이 필요합니다.
우리는 이제 전기 발전기가 원동기라고 불리는 로터 블레이드에 의해 생성 된 기계적 토크와 일부 전기 부하 사이의 에너지 변환 수단을 제공한다는 것을 알고 있습니다.
로터 블레이드에 대한 풍력 터빈 발전기의 기계적 연결은 간단한 직접 구동 또는 기어 박스를 사용하여 블레이드의 회전 속도에 비해 발전기 속도를 높이거나 낮출 수있는 메인 샤프트를 통해 이루어집니다.
기어박스의 사용은 터빈의 그것과 발전기 속도의 더 나은 일치를 허용하지만 기어박스를 사용하는 단점은 기계 부품으로서 시스템의 효율을 감소시키는 마모를 받는다는 것이다. 다이렉트 드라이브 그러나 더 간단하고 효율적 일 수 있지만 발전기 로터 샤프트 및 베어링은 로터 블레이드의 전체 중량 및 회전력에 노출됩니다.
풍력 터빈 발전기 출력 곡선
따라서 특정 위치에 필요한 풍력 터빈 발전기의 유형은 바람에 포함 된 에너지와 전기 기계 자체의 특성에 따라 다릅니다. 모든 풍력 터빈은 풍속과 관련된 특정 특성을 가지고 있습니다.
발전기(또는 발전기)는 회전 속도가 로터 블레이드의 바람의 힘이 마찰을 극복하기에 충분하고 로터 블레이드가 발전기가 사용 가능한 전력을 생산하기에 충분히 가속 할 때까지 출력 전력을 생성하지 않습니다.
이 컷인 속도 이상으로 발전기는 그림과 같이 최대 정격 출력에 도달 할 때까지 풍속에 비례하는 전력을 생성해야합니다.
이 정격 속도 이상으로 로터 블레이드의 풍하중이 전기 기계의 최대 강도에 접근하고 발전기는 정격 풍속 창에 도달 할 때 최대 또는 정격 출력을 생성합니다.
풍속이 계속 증가하면 풍력 터빈 발전기는 기계적 및 전기적 손상을 방지하기 위해 컷 아웃 지점에서 정지하여 전기 발생이 0 이됩니다. 손상을 입히기를 위한 발전기를 멈추는 브레이크의 신청은 기계적인 주지사 또는 전기 속도 감지기 일 수 있습니다.
배터리 충전용 친환경 400 와트 풍력 터빈 발전기와 같은 풍력 터빈 발전기를 구입하는 것은 쉽지 않으며 고려해야 할 많은 요소가 있습니다. 가격은 그 중 하나 일뿐입니다. 당신의 필요를 충족시키는 전기 기계를 선택하게 확인하십시오. 그리드 연결 시스템을 설치하는 경우 교류 전원 전압 발생기를 선택하십시오.
배터리 기반 시스템을 설치하려면 배터리 충전 직류 발전기를 찾으십시오. 또한 크기와 무게,작동 속도 및 환경으로부터의 보호와 같은 발전기의 기계적 설계를 고려함으로써 극 또는 타워의 상단에 장착 된 모든 수명을 소비 할 것입니다.
풍력 터빈 발전기에 대한 다음 자습서에서는 직류 기계와 풍력 발전기를 사용하여 풍력 발전기에서 전기를 생산하는 방법을 살펴볼 것입니다. “풍력 터빈 발전기”에 대한 자세한 내용을 보려면,또는 사용할 수있는 다양한 풍력 터빈 생성 시스템에 대한 자세한 풍력 에너지 정보를 얻을 수,또는 장점과 풍력 에너지의 단점을 탐구,상단 중 하나의 복사본을 얻으려면 여기를 클릭하십시오”풍력 터빈 가이드”오늘 아마존에서 직접.