نظام تقني

نظام التحكم في الخطوة والانعراج لتوربين الرياح

Wind Turbine Pitch & Yaw Control System

نظام يوجّه توربين الرياح نحو الريح بمحركات الانعراج، ويغيّر زاوية كل ريشة بمحركات الخطوة ليحصل على أكبر قدرة ممكنة ويحمي التوربين في الرياح الشديدة.

نظرة عامة

تقيس أجهزة على ظهر الكنة سرعة الرياح واتجاهها باستمرار، ويقارنها حاسوب التحكم بسرعة الدوار وقدرة المولد. عندما يتغير اتجاه الريح تدير محركات الانعراج الكهربائية علب تروس صغيرة تتعشق مسنناتها مع حلقة مسننة كبيرة أعلى البرج، فتلتف الكنة حتى يواجه الدوار الريح ثم تثبتها مكابح الانعراج. وفي محور الدوار لكل ريشة محرك خطوة وعلبة تروس تديرها حول محورها الطولي: تحت السرعة المقررة تبقى الزاوية مثالية لالتقاط أكبر قدر من الطاقة، وفوقها تزداد الزاوية لتبديد الفائض والمحافظة على القدرة المقررة. ولا يستطيع أي توربين أن يستخلص أكثر من نحو 59% من طاقة الرياح وفق حد بيتز. وعند العواصف أو الأعطال تُدار الريش إلى وضع الريشة الموازية للريح فيتوقف الدوار بأمان، ولكل ريشة بطارية احتياطية لهذا الغرض. والنظام يخدم توربين الرياح كله: الرياح ← الدوار ← علبة التروس ← المولد ← المحول ← الشبكة الكهربائية.

كيف يعمل نظام التحكم في الخطوة والانعراج

مخطط ثلاثي الأبعاد يوضح طريقة عمل نظام التحكم في الخطوة والانعراج لتوربين الرياح العضو الدوار للمولد خروج الكهرباء إلى المحول والشبكة L1L2L3 دخول الرياح إلى الدوار +− محرك الخطوة وترس الريشة β حلقة الانعراج وثلاثة مسننات P = ½ · ρ · A · v³ · CpCp ≤ 16/27 ≈ 0.59حد بيتز لأقصى طاقة مستخلصة قياس الرياحمحركات الخطوةزاوية الريشةالدوار والمولدمحركات الانعراجالإيقاف الآمن
اضغط على الرقم لعرض الخطوة · اسحب المخطط جانبيًا لرؤيته كاملًا
  1. قياس الرياح

    يقيس مقياس السرعة ودوارة الاتجاه على ظهر الكنة الرياح ويرسلان القراءات إلى حاسوب التحكم.

  2. محركات الخطوة

    في محور الدوار يدير محرك كهربائي لكل ريشة مسننًا صغيرًا يتعشق مع حلقة الريشة فتدور حول محورها.

  3. زاوية الريشة

    تبقى الزاوية مثالية تحت السرعة المقررة، وتزداد فوقها لتبقى القدرة ثابتة دون تجاوز حد بيتز.

    استخلاص قدرة الرياح وحد بيتز
  4. الدوار والمولد

    يدير الدوار علبة التروس فترفع السرعة للعضو الدوار في المولد، وتنزل الكهرباء ثلاثية الأطوار عبر البرج إلى المحول.

  5. محركات الانعراج

    تدير محركات الانعراج علب تروس صغيرة تتعشق مع حلقة مسننة أعلى البرج فتلتف الكنة نحو الريح.

  6. الإيقاف الآمن

    في العواصف تدير بطارية احتياطية (تيار مستمر DC) محركات الخطوة فتصبح الريش موازية للريح ويتوقف الدوار.

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 Plantحسب التكوين
مزرعة رياح بحريةOffshore Wind Farmحسب التكوين

المبادئ المرتبطة

استخلاص قدرة الرياح وحد بيتزWind Power Extraction & Betz Limit