système de refroidissement
Le générateur doit être refroidi pendant son fonctionnement. Sur la plupart des éoliennes, le générateur est placé à l'intérieur du tube et un grand ventilateur est utilisé pour le refroidissement par air. certains fabricants utilisent le refroidissement par eau. Les générateurs refroidis par eau sont plus petits et plus efficaces, mais cette approche nécessite un dissipateur thermique dans la cabine pour éliminer la chaleur générée par le système de refroidissement par liquide.
Démarrer et arrêter le générateur
Si vous connectez ou décompressez une grande génératrice éolienne au réseau en faisant rebondir un commutateur ordinaire, vous risquez d'endommager la génératrice, la boîte de vitesses et le réseau adjacent.
Conception de la grille du générateur
Les éoliennes peuvent utiliser des générateurs synchrones ou asynchrones et connecter le générateur directement ou indirectement au réseau. La connexion directe au réseau fait référence à la connexion directe du générateur au réseau alternatif. Une connexion indirecte au réseau signifie que le courant de l'éolienne passe par une série d'équipements électriques qui sont ajustés pour correspondre au réseau. Avec un générateur asynchrone, ce processus de réglage est effectué automatiquement.
Pale de rotor
Profil de pale de rotor (section transversale)
Les pales du rotor des éoliennes ressemblent aux ailes d'un engin. En fait, les concepteurs de pales de rotor conçoivent généralement la section transversale de la partie la plus distale de la pale de manière à ressembler à l'aile d'un avion orthodoxe. Cependant, le profil épais de l'extrémité interne de la pale est généralement conçu spécifiquement pour les éoliennes. La sélection de contours pour les pales de rotor implique de nombreux compromis, tels qu'un fonctionnement fiable et des caractéristiques de retard. Le contour de la lame est conçu pour bien fonctionner même lorsqu'il y a de la saleté à la surface.
Matériau de la lame de rotor
La plupart des pales de rotor des grandes éoliennes sont en plastique renforcé de fibre de verre (PRV). L'utilisation de fibre de carbone ou d'aramide comme matériau de renforcement est une autre option, mais de telles pales ne sont pas économiques pour les grandes éoliennes. Les composites de bois, de bois époxy ou de fibre de bois époxy ne sont pas encore apparus sur le marché des pales de rotor, bien qu'ils aient évolué dans ce domaine. L'acier et les alliages d'aluminium posent des problèmes tels que le poids et la fatigue des métaux et ne sont actuellement utilisés que sur de petites éoliennes.
Boîte de vitesses d'éolienne
Pourquoi utiliser une boîte de vitesses?
L'énergie générée par la rotation du rotor de l'éolienne est transmise à la génératrice par l'intermédiaire de l'arbre principal, de la boîte de vitesses et de l'arbre à grande vitesse.
Pourquoi utiliser une boîte de vitesses? Pourquoi ne pouvons-nous pas conduire le générateur directement à travers la broche?
Si nous utilisons un générateur normal et que nous utilisons deux, quatre ou six électrodes directement connectées à un réseau triphasé 50 Hz, nous devrons utiliser une éolienne avec une vitesse de 1000 à 3000 tr / min. Pour les éoliennes dont le diamètre du rotor est égal à 43 m, cela signifie que la vitesse à l'extrémité du rotor est supérieure à deux fois la vitesse du son. Une autre possibilité consiste à construire un alternateur avec de nombreuses électrodes. Mais si vous souhaitez connecter le générateur directement au réseau, vous devez utiliser un générateur à 200 électrodes pour obtenir 30 tours par minute. Un autre problème est que la masse du rotor du générateur doit être proportionnelle au couple. Par conséquent, un générateur entraîné directement peut être très lourd.
Couple réduit, vitesse plus élevée
Avec la boîte de vitesses, vous pouvez convertir la vitesse plus basse et le couple plus élevé sur le rotor de l'éolienne en une vitesse plus élevée et un couple plus faible pour le générateur. Les boîtes de vitesses sur les éoliennes ont généralement un seul rapport entre le rotor et la vitesse du générateur. Pour une machine de 600 kW ou 750 kW, le rapport de transmission est d'environ 1 à 50.
Une boîte à engrenages de 1,5 MW pour les éoliennes est présentée. Cette boîte de vitesses est quelque peu inhabituelle car les brides sont montées sur les deux générateurs à grande vitesse. Le raccord jaune orange monté sur le côté droit de la génératrice est un frein à disque de secours à commande hydraulique. Au fond, vous pouvez voir la partie inférieure de la nacelle pour une éolienne de 1,5 MW
Dispositif de lacet de moteur éolien
Le dispositif de lacet du moteur éolien est utilisé pour faire tourner le rotor de l’éolienne dans le sens du vent.
Erreur de lacet
Lorsque le rotor n'est pas perpendiculaire à la direction du vent, le moteur du vent a une erreur de lacet. L'erreur de lacet signifie que seule une petite fraction de l'énergie du vent peut circuler dans la zone du rotor. Si cela se produit, le contrôle de lacet sera un excellent moyen de contrôler la puissance fournie au rotor de l'éolienne. Cependant, la partie du rotor qui est proche de la source éolienne est soumise à plus de force que les autres pièces. D'une part, cela signifie que le rotor a tendance à se dévier automatiquement contre le vent, comme dans le cas des turbines au vent ou au vent. D'autre part, cela signifie que la pale se plie dans le sens de la force lors de chaque rotation du rotor. Une éolienne avec une erreur de lacet résistera à une charge de fatigue supérieure à celle d’une éolienne qui oscille perpendiculairement à la direction du vent.
Mécanisme de lacet
Les éoliennes sur presque tous les axes horizontaux forcent la force de lacet. C'est-à-dire qu'un mécanisme avec un moteur et une boîte de vitesses est utilisé pour maintenir l'éolienne déviée contre le vent. Cette figure montre le mécanisme de lacet d'une éolienne de 750 kW. Nous pouvons voir le roulement de lacet autour du bord extérieur, ainsi que le moteur de lacet interne et la roue de lacet. Presque tous les fabricants d'équipements au vent aiment arrêter le mécanisme de lacet lorsqu'il n'est pas nécessaire. Le mécanisme de lacet est activé par un contrôleur électronique.
Compteur de torsion de câble
Le câble est utilisé pour transporter le courant de l'éolienne au dessous de la tour. Cependant, lorsque l’éolienne s’infléchit accidentellement trop longtemps dans une direction, le câble sera de plus en plus déformé. L'éolienne est donc équipée d'un compteur de torsion de câble pour rappeler à l'opérateur que le câble doit être détaché. Semblable à tous les mécanismes de sécurité sur les éoliennes, le système est redondant. L'éolienne est également équipée d'un commutateur qui s'active lorsque le câble est trop tordu.
