Tipos de Gerador de Turbina Eólica
Uma turbina de vento é composto de dois componentes principais e, tendo olhado em um deles, o design das pás do rotor no tutorial anterior, podemos agora olhar para o outro, o Gerador de Turbina Eólica ou WTG do que é a máquina eléctrica utilizada para gerar a eletricidade. Um gerador elétrico de baixa rpm é usado para converter a energia rotacional mecânica produzida pela energia dos ventos em eletricidade utilizável para fornecer nossas casas e está no coração de qualquer sistema de energia eólica.
A conversão da energia mecânica de rotação gerado pelas pás do rotor (conhecido como o principal motor) em energia elétrica para uso no mercado interno de energia e aplicações de iluminação ou carregar baterias pode ser feito por qualquer um dos seguintes tipos principais de rotação máquinas elétricas, comumente utilizados em sistemas de geração de energia eólica:
- 1. A máquina de corrente contínua (DC), também conhecida como Dínamo
- 2. A máquina síncrona de corrente alternada ( CA), também conhecida como gerador CA
- 3. A máquina de indução de corrente alternada ( AC), também conhecida como Alternador
todas essas máquinas elétricas são dispositivos eletromecânicos que funcionam na lei de indução eletromagnética de Faraday. Ou seja, eles operam através da interação de um fluxo magnético e uma corrente elétrica, ou fluxo de carga. Como este processo é reversível, a mesma máquina pode ser usada como um convencional motor elétrico para converter a energia elétrica em energia mecânica, ou como um gerador, convertendo a energia mecânica de volta para a energia elétrica.
A máquina elétrica mais comumente usado para turbinas de vento aplicações são aqueles que atuam como geradores, com a turbina e o gerador de indução (como mostrado), sendo comumente utilizado na maior gerador de turbina eólica de sistemas. Normalmente, as turbinas eólicas menores ou caseiras tendem a usar um gerador DC de ímã permanente de baixa velocidade ou Dínamo, pois são pequenas, baratas e muito mais fáceis de conectar.
então faz diferença que tipo de gerador elétrico podemos usar para produzir energia eólica. A resposta simples é sim e não, pois tudo depende do tipo de sistema e aplicativo que você deseja. A saída DC de baixa tensão de um gerador ou Dínamo de estilo mais antigo pode ser usada para carregar baterias, enquanto a saída sinusoidal ca mais alta de um alternador pode ser conectada diretamente à rede local.
além disso, a tensão de saída e a demanda de energia dependem inteiramente dos aparelhos que você possui e de como deseja usá-los. Além disso, a localização do gerador de turbina eólica, seria o recurso eólico mantê-lo constantemente girando por longos períodos de tempo ou a velocidade do gerador e, portanto, sua saída variam para cima e para baixo com variações no vento disponível.
geração de eletricidade
um gerador de turbina eólica é o que faz sua eletricidade convertendo energia mecânica em energia elétrica. Vamos ser claros aqui, eles não criam energia ou produzem mais energia elétrica do que a quantidade de energia mecânica que está sendo usada para girar as pás do rotor. Quanto maior a “carga”, ou demanda elétrica colocada no gerador, mais força mecânica é necessária para girar o rotor. É por isso que os geradores vêm em tamanhos diferentes e produzem quantidades diferentes de eletricidade.
No caso de um “gerador de turbina eólica”, o vento empurra diretamente contra as pás da turbina, que converte o movimento linear do vento para o movimento de rotação necessário para girar os geradores de rotor e o mais difícil, o vento empurra, mais a energia elétrica pode ser gerada. Então é importante ter um bom projeto de lâmina de turbina eólica para extrair o máximo de energia possível do vento.
todos os geradores de turbinas elétricas funcionam devido aos efeitos de mover um campo magnético além de uma bobina elétrica. Quando os elétrons fluem através de uma bobina elétrica, um campo magnético é criado em torno dele. Da mesma forma, quando um campo magnético passa por uma bobina de fio, uma tensão é induzida na bobina, conforme definido pela lei de indução magnética de Faraday, fazendo com que os elétrons fluam.
Simples usando o Gerador de Indução Magnética
Então podemos ver que ao mover um ímã após um único ciclo de arame, uma tensão conhecida como e emf (electro-motive-de-obra) é induzida no fio de arame, devido ao campo magnético do ímã.
como uma tensão é induzida através do loop de fio, uma corrente elétrica na forma de um fluxo de elétrons começa a fluir ao redor do loop gerando eletricidade.
Mas e se, em vez de um único indivíduo laço de fio, como mostrado, tivemos muitos loops ferida, juntos, na mesma antiga para formar uma bobina de arame, muito mais tensão e, portanto, corrente pode ser gerado para a mesma quantidade de fluxo magnético.Isso ocorre porque o fluxo magnético corta mais fios produzindo um emf maior e este é o principal básico da lei de indução eletromagnética de Faraday e um gerador CA usa esse principal para converter uma energia mecânica, como a rotação de uma turbina eólica ou turbina hidráulica, em energia elétrica produzindo uma forma de onda sinusoidal.
para que possamos ver que existem três requisitos principais para a geração elétrica e estes são:
- Uma bobina ou um conjunto de condutores
- Um campo magnético sistema
- movimento Relativo entre os condutores e campo
em Seguida, o mais rápido a bobina de fio gira, maior a taxa de mudança pelo qual o fluxo magnético é cortado pela bobina e o maior é induzida emf dentro da bobina. Da mesma forma, se o campo magnético for fortalecido, o emf induzido aumentará para a mesma velocidade de rotação. Assim: EMF induzido Φ Φ * N. onde: “Φ” é o fluxo do campo magnético e” n ” é a velocidade de rotação. Além disso, a polaridade da tensão gerada depende da direção das linhas magnéticas de fluxo e da direção do movimento do condutor.
existem dois tipos básicos de gerador elétrico e alternador para esse assunto: o gerador de ímã permanente e o gerador de campo de ferida com ambos os tipos consistindo em duas partes principais: O estator e o Rotor.
o estator é a parte” estacionária ” (daí seu nome) da máquina e pode ter um conjunto de enrolamentos elétricos produzindo um eletroímã ou um conjunto de ímãs permanentes dentro de seu projeto. O rotor é a parte da máquina que “gira”. Novamente, o rotor pode ter bobinas de saída que giram ou ímãs permanentes. Geralmente, geradores e alternadores usados para geradores de turbinas eólicas são definidos pela forma como eles geram seu magnetismo, seja eletroímãs ou ímãs permanentes.
não há vantagens e desvantagens reais de ambos os tipos. A maioria dos geradores residenciais de turbinas eólicas no Mercado usa ímãs permanentes dentro de seu projeto de gerador de turbina, e que cria o campo magnético necessário com a rotação da máquina, embora alguns usem bobinas eletromagnéticas.
esses ímãs de alta resistência são geralmente feitos de materiais de terras raras, como ferro de neodímio (NdFe) ou cobalto de samário (SmCo), eliminando a necessidade de os enrolamentos de campo fornecerem um campo magnético constante, levando a uma construção mais simples e robusta.
enrolamentos de campo enrolados têm a vantagem de combinar seu magnetismo (e, portanto, potência) com a velocidade do vento variável, mas requerem uma fonte de energia externa para gerar o campo magnético necessário.Agora sabemos que o gerador elétrico fornece um meio de conversão de energia entre o torque mecânico gerado pelas pás do rotor, chamado de motor principal, e alguma carga elétrica.
A conexão mecânica do gerador de turbina eólica para as pás do rotor é feita através de um eixo principal, que pode ser um simples acionamento direto, ou por meio de uma caixa de engrenagens para aumentar ou diminuir o gerador de velocidade em relação à velocidade de rotação das pás.
o uso de uma caixa de engrenagens permite uma melhor correspondência da velocidade do gerador com a da turbina, mas a desvantagem de usar uma caixa de engrenagens é que, como componente mecânico, ela é submetida a desgaste, reduzindo a eficiência do sistema. O acionamento direto, no entanto, pode ser mais simples e eficiente, mas o eixo e os rolamentos do rotor dos geradores são submetidos ao peso total e à força rotacional das pás do rotor.
curva de saída do gerador de Turbina Eólica
portanto, o tipo de gerador de turbina eólica necessário para um local específico depende da energia contida no vento e das características da própria máquina elétrica. Todas as turbinas eólicas têm certas características relacionadas à velocidade do vento.
o gerador (ou alternador) não produzirá potência de saída até que sua velocidade de rotação esteja acima de sua velocidade do vento de corte, onde a força do vento nas pás do rotor é suficiente para superar o atrito e as pás do rotor aceleram o suficiente para que o gerador comece a produzir energia utilizável.
acima desta velocidade de corte, o gerador deve gerar energia proporcional à velocidade do vento em cubos ( K. V3 ) até atingir sua potência nominal máxima, conforme mostrado.
acima desta velocidade nominal, as cargas de vento nas pás do rotor estarão se aproximando da força máxima da máquina elétrica, e o gerador estará produzindo sua potência máxima ou Nominal À medida que a janela de Velocidade Nominal do vento for atingida.
se a velocidade do vento continuar a aumentar, o gerador de turbina eólica pararia em seu ponto de corte para evitar danos mecânicos e elétricos, resultando em geração elétrica zero. A aplicação de um freio para parar o gerador para se danificar pode ser um regulador mecânico ou sensor de Velocidade Elétrica.
comprar um gerador de turbina eólica como o gerador de turbina eólica ECO-WORTHY de 400 watts para carregamento de bateria não é fácil e há muitos fatores a serem levados em consideração. O preço é apenas um deles. Certifique-se de escolher uma máquina elétrica que atenda às suas necessidades. Se você estiver instalando um sistema conectado à rede, escolha um gerador de tensão de rede CA.
se você pretende instalar um sistema baseado em bateria, procure um gerador DC de carregamento de bateria. Considere também o design mecânico de um gerador, como tamanho e peso, velocidade de operação e proteção do meio ambiente, pois ele passará toda a sua vida útil montado no topo de um poste ou torre.
no próximo tutorial sobre Geradores de turbinas eólicas, veremos as máquinas DC e como podemos usar um gerador PMDC para produzir eletricidade a partir da energia do vento. Para saber mais sobre “Geradores de Turbinas Eólicas”, ou de obter mais energia eólica informações sobre as várias turbinas eólicas de geração de sistemas disponíveis, ou para explorar as vantagens e desvantagens da energia eólica, Clique Aqui para obter uma cópia de um dos principais “Turbina Eólica Guias” hoje direto da Amazon.