نظام تقني

النظام الكهربائي لتوربين الرياح

Wind Turbine Electrical System

سلسلة التحويل في توربين الرياح من الدوار وعلبة التروس إلى المولد والمحول الإلكتروني ومحول رفع الجهد عند القاعدة، ثم إلى محطة التجميع والشبكة.

نظرة عامة

يخدم هذا النظام مزرعة الرياح وشبكة الكهرباء التي تتسلم قدرتها. تدير الرياح دوار التوربين ببطء، ولا يستطيع أي توربين أن يستخلص أكثر من 16/27 من طاقة الرياح المارة عبره (حد بيتز). ترفع علبة التروس في الكنة سرعة العمود من نحو 15 إلى قرابة 1500 دورة في الدقيقة لتناسب المولد. في التصميم الشائع مولد حثي مزدوج التغذية، يعمل بانزلاق يتغير مع سرعة الرياح، ويغذي محوّل إلكتروني بالتبديل دائرةَ الجزء الدوار بتردد متغير فيبقى خرج الجزء الثابت متزامنًا مع الشبكة عند نحو 690 فولت. تنزل الكابلات الثلاثية الطور داخل البرج إلى محول رفع عند القاعدة يرفع الجهد إلى 33 كيلوفولت. تتجمع كابلات التوربينات المدفونة في محطة تحويل فيها محول قدرة كبير يرفع الجهد إلى جهد الشبكة.

كيف يعمل النظام الكهربائي لتوربين الرياح

مخطط ثلاثي الأبعاد يوضح طريقة عمل النظام الكهربائي لتوربين الرياح NSNS المولد: الجزء الدوار N/S دخول الرياح إلى الدوار 0.69 / 33 kV كابل 33 kV مدفون L1L2L3 CB خروج الكهرباء 132 kV إلى الشبكة يخدم مزرعة الرياح وشبكة الكهرباء:الدوار ← علبة التروس ← المولد ← المحوّل الإلكتروني← محول الرفع ← محطة التجميع ← الشبكة P = ½ · ρ · A · v³ · Cp , Cp ≤ 16/27s = (ns − n) / ns , V1/V2 = N1/N2حد بيتز والانزلاق ونسبة اللفات الدوار وحد بيتزعلبة التروسالمولد الحثيالمحوّل الإلكترونيمحول رفع الجهدمحطة التجميع
اضغط على الرقم لعرض الخطوة · اسحب المخطط جانبيًا لرؤيته كاملًا
  1. الدوار وحد بيتز

    تحول الشفرات جزءًا من طاقة الرياح إلى دوران، ولا يتجاوز 16/27 منها.

    توربين الرياحاستخلاص قدرة الرياح وحد بيتز
  2. علبة التروس

    ترفع علبة التروس السرعة البطيئة للدوار إلى سرعة تناسب المولد.

  3. المولد الحثي

    يدور الجزء الدوار أسرع أو أبطأ قليلًا من المجال المغناطيسي، وهذا الفرق هو الانزلاق.

    الانزلاق في الآلة الحثية
  4. المحوّل الإلكتروني

    تبدّل الترانزستورات التيار بسرعة فتضبط تردد تيار الجزء الدوار ليبقى الخرج متزامنًا.

    التحويل الإلكتروني للقدرة بالتبديل
  5. محول رفع الجهد

    يرفع محول عند قاعدة البرج الجهد من 690 فولت إلى 33 كيلوفولت.

    محول رفع الجهدالحث الكهرومغناطيسي ونسبة اللفات في المحول
  6. محطة التجميع

    يرفع محول قدرة كبير الجهد مرة أخرى قبل ربط المزرعة بالشبكة.

محتوى النظام

اختر نوع الكيان لاستعراض المحتوى المرتبط.

الأصول ضمن هذا النظام

يُستخدم في المنشآت

المنشآت التي يدخل فيها هذا الكيان كأصل أو نظام.

محطة طاقة رياحWind Power Plant
مزرعة رياح بحريةOffshore Wind Farmحسب التكوين

المبادئ المرتبطة

استخلاص قدرة الرياح وحد بيتزWind Power Extraction & Betz Limit
الانزلاق في الآلة الحثيةInduction (Asynchronous) Machine Slip
التحويل الإلكتروني للقدرة بالتبديلPower-Electronic Switching Conversion
الحث الكهرومغناطيسي ونسبة اللفات في المحولTransformer Electromagnetic Induction and Turns Ratio