Page 31 - EI _11_2018_demo

jakość energii elektr
jakość energii elektr ycznej ycznej

wybrane aspekty energetyki

wiatrowej w Polsce (część 2.)

dr hab. inż. Paweł Piotrowski, mgr inż. Maciej Zawistowski – Politechnika Warszawska

Rozwój energetyki wiatrowe w Polsce do zjawisko dość nowe o dużej dynamice zmian.
Warto zwrócić uwagę na wykorzystywane w siłowniach wiatrowych zaawansowane ukła-
dy sterowania i regulacji, które są wciąż udoskonalane. Z kolei z uwagi na duże lepsze
warunki wietrzne szansą na dalszy rozwój energetyki wiatrowej w Polsce są z całą pew-
nością farmy wiatrowej morskie.

układy sterowania
i regulacji stosowane 1. Sterownik piasty
w siłowniach wiatrowych 2. Cylinder systemu sterowania łopatami
3. Oś główna
4. Chłodnica oleju
5. Skrzynia przekładniowa
6. Sterownik VIP z konwerterem
urbina wiatrowa ma na celu 7. Hamulec postojowy
8. Dźwig serwisowy
Tprzetwarzanie energii wiatru na 9. Transformator
energię elektryczną w sposób efek- 10. Piasta wirnika
11. Łożysko łopaty
tywny i bezpieczny. Aby wykonywać 12. Łopata
13. Układ blokowania wirnika
to zadanie, musi posiadać szereg 14. Układ hydrauliczny
15. Tarcza hydraulicznego układu hamowania wirnika
układów sterowania i regulacji, któ- 16. Pierścień układu kierunku
17. Rama
re mogą oddziaływać zarówno na 18. Koła zębate układu kierunku
19. Generator
turbinę, jak i przekształtnik energo- 20. Chłodnica generatora
elektroniczny. Przykładowa budowa
turbiny wiatrowej została pokazana Rys. 1. Budowa elektrowni wiatrowej na przykładzie turbiny Vestas. Dzięki uprzejmości Vestas Wind Systems A/S [47]
na rysunku 1. płatowe, które łączą wysoką spraw- nicznym, ze względu na brak koniecz- jest stosowanie przekładni mecha-
Najważniejszą częścią siłowni wia- ność z niskimi kosztami i małą awa- ności stosowania przekładni, są nie- nicznej o przekładni zazwyczaj więk-
trowej jest jej turbina, która obraca- ryjnością. kiedy nazywane bez przekładniowy- szej niż 60×. Prostota konstrukcji, ła-
jąc się (z prędkością 15–20 obr./min) Obok turbiny nieodzowną rolę mi. Poprzez podłączenie siłowni wia- twość i znaczne możliwości sterowa-
napędza poprzez przekładnie genera- w wytwarzaniu energii elektrycznej trowej do SEE poprzez przekształtnik nia, przy zachowaniu niskich kosz-
tor (obracający się z prędkością około grają generatory. W siłowniach wia- energoelektroniczny, znaczne zmiany tów inwestycyjnych i operacyjnych
1500 obr./min). Parametry konstruk- trowych najczęściej można spotkać prędkości obrotowej turbiny, a więc to główne zalety generatorów asyn-
cyjne turbiny decydują o właściwoś- cztery rodzaje prądnic: asynchronicz- i częstotliwości są nieistotne. Poprzez chronicznych. Spośród tej grupy wy-
ciach całej siłowni, a w szczególno- ne z wirnikiem klatkowym, asynchro- zastosowanie tego rozwiązania moż- różnić można dwa typy maszyn:
ści o mocy i prędkości obrotowej oraz niczne z regulowaną liczbą par biegu- na ograniczyć koszty związane z prze- ƒ ƒ klatkowe – ze stałą prędkością
końcowych gabarytach urządzenia. nów stojana, asynchroniczne podwój- kładnią oraz jej dodatkowymi układa- obrotową,
W oparciu o dobór turbiny wiatrowej nie zasilane z wirnikiem uzwojonym mi jak np. układ chłodzenia. Do wad ƒ pierścieniowe – z możliwością pra-
ƒ
dobierane są kolejne elementy urzą- oraz synchroniczne bezpośrednio na- stosowania generatorów synchronicz- cy przy różnych prędkościach ob-
dzenia, takie jak np. generator, wie- pędzane. Każde z zastosowanych roz- nych w turbinach wiatrowych nale- rotowych.
ża, przekładnia. Najczęściej stosowa- wiązań posiada swoje wady i zalety ży zaliczyć skomplikowaną konstruk- Prądnice asynchroniczne zazwy-
nymi turbinami są konstrukcje trzy- [48]. Układy z generatorem synchro- cję, wymagającą stosowania znacznej czaj budowane są jako maszyny
liczby par biegunów (powyżej 40) oraz streszczenie
Rys. P . Piotrowski, M. Zawistowski generator AC przekształtnik AC sieć zasilająca stał pokazany na poglądowym ry- W dwuczęściowym artykule przedsta-
duży ciężar. Schemat pracy turbiny
z generatorem synchronicznym zo-
wiono zagadnienia dotyczące wybranych
DC
sunku 2.
aspektów energetyki wiatrowej. Omówio-
DC
no perspektywy rozwoju energetyki wia-
Większość elektrowni posiada ge-
trowej w Polsce, aspekty ekonomiczne
neratory asynchroniczne, których
prędkość synchroniczna równa się
układy sterowania stosowane w siłow-
niach wiatrowych. Sformułowano wnio-
750 i 1500 obr./min. W celu osiągnię- produkcji energii z farm wiatrowych oraz
Rys. 2. Schemat pracy turbiny z generatorem synchronicznym cia prędkości tego rzędu konieczne ski końcowe.
www.elektro.info.pl nr 11/2018
64