(1) Otimizar a estrutura e localização das turbinas eólicas
A teoria de projeto da turbina eólica de eixo horizontal mostra que, sob uma certa razão entre a velocidade da turbina eólica e a velocidade do vento, o rotor eólico da turbina eólica tem a maior eficiência de conversão em energia eólica. Para as turbinas eólicas de velocidade constante comumente usadas com velocidade de rotação constante, a relação ideal da velocidade de rotação da turbina eólica para a velocidade do vento não pode ser mantida quando a velocidade do vento muda, de modo que a eficiência de conversão de energia eólica nem sempre pode ser mantida no valor ideal. No entanto, a turbina eólica de velocidade constante pode produzir corrente alternada de frequência constante, o que é conveniente para conexão com a rede. A turbina eólica de velocidade variável desenvolvida posteriormente pode manter a proporção ideal de velocidade para a velocidade do vento sob diferentes velocidades do vento, de modo que a eficiência de conversão de energia eólica é alta e geralmente pode aumentar a geração de energia em cerca de 10% em comparação com a turbina eólica de velocidade constante. No entanto, a frequência de sua corrente de saída é instável e um dispositivo adicional de conversão de frequência deve ser usado para realizar a saída de corrente alternada de frequência constante para conectar-se à rede elétrica. Atualmente, a maioria das turbinas eólicas de grande porte com potência unitária superior a 1 MW adota o modo de operação de velocidade variável.
As torres das turbinas eólicas mantêm os rotores e naceles no ar para mais energia eólica. A torre tem duas estruturas principais, uma é uma torre cilíndrica cônica feita de chapa de aço e a outra é uma torre treliçada feita de aço angular, ambas equipadas com escadas e linhas de segurança para o pessoal de manutenção entrar na cabine. As turbinas eólicas de grande e médio porte estão equipadas com um sistema de controle composto por microcomputador e software de controle, que pode controlar automaticamente a partida, parada, regulação de velocidade e proteção contra falhas da unidade, e pode exibir e registrar automaticamente os parâmetros de operação e condições de trabalho da unidade. Para garantir a operação segura e econômica da unidade. As turbinas eólicas podem ser divididas em sistemas de geração de energia eólica fora da rede e sistemas de geração de energia eólica conectados à rede de acordo com seus modos de operação. O primeiro opera de forma independente e é usado principalmente em áreas rurais remotas, áreas pastoris, ilhas e outras áreas distantes da rede elétrica, e a potência unitária é pequena (geralmente abaixo de 5 kw). Neste sistema, a saída de energia AC pelo alternador eólico é retificada pelo retificador e então inserida na bateria para armazenamento de energia, sendo então utilizada pela carga DC. Se o usuário precisar de corrente alternada, um inversor deve ser instalado entre a bateria e o usuário e, em seguida, fornecido ao usuário. Durante os períodos sem vento, a bateria pode ser alimentada. As turbinas eólicas também podem ser combinadas com geradores a diesel ou sistemas de energia solar para formar um sistema complementar de cogeração. Outro sistema pode fornecer energia de backup quando a turbina eólica não pode produzir energia suficiente.
O modo de operação conectado à rede da turbina eólica refere-se à conexão da turbina eólica à rede e à integração da potência de saída na rede. Tem sido amplamente utilizado para turbinas eólicas comuns com velocidade constante e frequência constante. Para a turbina eólica de velocidade variável, é necessário adicionar um dispositivo de conversão de frequência para fazer a corrente de saída atingir uma frequência constante e, em seguida, conectar-se à rede para operação.
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