برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)


روتور

به گزارش  روتور یک توربین از پره ها ،توپی و اجزای داخل آن تشکیل شده است. روتور از طریق توپی خود به محور سرعت پایین متصل است وانرژی دورانی خود را به محور سرعت پایین منتقل میکند.روتورها بر دو نوع با محور افقی (HAWT)و با محور عمودی (VAWT)ساخته می شوند و پره های آن را می توان از فایبر گلاس تقویت شده با پلی استر و یا چوب چند لایه و یا فولاد ساخت که پره های ساخته شده با فایبر گلاس تقویت شده سبک می باشند و تنش کمتری بر یاتاقانها و توپی وارد می کنند .


پره های ساخته شده با چوب چند لایه دارای مقاومت بسیار مطلوب در برابر خستگی می باشند و پره های فولادی به خاطر تکنولوژی ساده ساخت ، استحکام بالا و هزینه ساخت کم مورد استفاده قرار می گیرند .قطر پره های توربین ها می توانند از چند متر تا حدود چند ده متر ساخته شود و توان قابل تولید در یک توربین بادی متناسب با سطح دایره شکلی است که از چرخش پره های روتور به حول محور روتور حاصل می شود و به این دلیل با توجه به شرایط محیط و باد در هر منطقه ومیزان توان مورد نیاز ،پره های توربین روتور در اندازه های مختلف ساخته می شوند و پره های تا قطر روتور 85 متر برای تولید توان 2500 کیلو وات به صورت عملی طراحی و تولید شده است .

ژنراتور

ژنراتورهای مورد استفاده در توربین های بادی معمولاً از نوع ژنراتورهای القایی (آسنکرون )می باشد که اغلب دارای 4 یا 6 قطب می باشند ولی در برخی موارد از ژنراتورهای سنکرون نیز استفاده می شود . ژنراتورهای القایی در حوزه کاری خود می توانند به صورت موتور القایی به شبکه متصل شوند و توربین را به چرخش درآورند و به حوالی سرعت سنکرون برسانند .

ساختمان ساده و ارزان بودن و رنج وسیع آنها از چند وات تا چندین مگاوات باعث شده این ژنراتورها در بیشتر توربین های بادی مورد استفاده قرار گیرند ولی نقص عمده این ژنراتورها اخذ توان را اکتیو از شبکه می باشد که باعث پایین آمدن ظرفیت موجود در خطوط انتقال نیرو می شود و برای حل این مشکل باید از واحد های جبران ساز راکتیو در محل نیروگاه برای تأمین توان راکتیو مورد نیاز ژنراتور القایی استفاده کرد که باعث افزایش هزینه احداث نیروگاه می شود ولی این هزینه در مقایسه با استفاده از ژنراتورهای سکرون گران قیمت که نیاز به نصب خازن ندارند ، بسیار کمتر می باشد .

اجزای اصلی تشکیل دهنده نیروگاه بادی محور افقی

1. پره ها (blades): بیشتر توربین ها بین 2 یا 3 پره دارند باد به پره ها برخورد می کند و باعث چرخش آنها می شود .

2. ترمز(brake): با استفاده از سیستم ترمز دیسکی هیدرولیکی می توان توربین را در مواقع عادی حتی اضطراری متوقف کرد .کلاً برای توقف و ترمز واحدها دو روش وجود دارد:

الف)در نوک پره ها پره ای دیگر موجود است (پره آیرودینامیکی)که از نوک پره اصلی فاصله دارد و تغییر حالت آن موجب توقف پره های اصلی می گردد (ترمز دینامیکی)

ب)پیچ کنترل : در این سیستم تمام پره تغییر وضعیت می دهد و نسبت به روش قبلی مدرن تر اس.برای بهره برداری کامل پره طوری قرار می گیرد که بیشترین سطح تماس را باد داشته باشد و همچنین در مواقعی که طوفان است و یا به خاطر سرویس نباید واحد به کار خود ادامه دهد پره ها طوری قرار می گیرند که کمترین سطح تماس را باد داشته باشند .

3. بخش کنترل (controller):

بخش کنترل ،توربین را هنگامی که سرعت باد بین 4 تا 25 متر بر ثانیه است بکار می اندازد و هنگامی که سرعت باد به بالاتر از 25 متر بر ثانیه می رسد آنها را متوقف می کند توربین ها نمی توانند در سرعتهای بیشتر از 25 متر بر ثانیه به کار خود ادامه دهند در سرعت بالای 30 متر بر ثانیه سقوط برج ها نیز وجود دارد.

4. جعبه دنده گیربکس (gearbox)

گیربکس توربین های بادی می توانند سرعت کم چرخش محور پره ها را با ضریب تبدیل مثبت به سرعت بالا در ژنراتور استفاده می شود ،تبدیل کند.

عموماً توربین های بادی از لحاظ دور به سه دسته تقسیم می شوند :

· دور ثابت

· دور متغیر

· دور دوره

 توربین های بعضی از نیروگاهها از نوع دور ثابت هستند .در این گونه نیروگاهها گیربکس طوری طراحی گردیده است که ورودی آن متغیر ولی خروجی آن ثابت باشد .چرخ دنده ها به شفت سرعت پایین متصل هستند و آنها از طرف دیگر همانطور که در شکل 3-17 مشخص شده به شفت با سرعت بالا متصل می باشند و افزایش سرعت چرخش از 30 rpm تا 60 rpm به سرعتی حدود 1200 rpm تا 1500rpm را ایجاد می کنند.این افزایش سرعت برای تولید برق توسط ژنراتور الزامی است . هزینه ساخت گیربکس ها بالاست در ضمن گیربکس ها بسیار سنگین هستند .مهندسان در حال انجام تحقیقات گسترده می باشند تا درایوهای مستقیمی کشف نماید و ژنراتورها را با سرعت کمتری به چرخش درآورند تا نیازی به گیربکس نداشته باشند .

5. ژنراتور


توربین بادی

1. توربین های بادی با محور چرخش افقی

محور اصلی این توربین ها در راستای وزش باد و موازی با سطح زمین می باشد و از لحاظ تعداد پره ها این توربین ها می توانند دو پره ای و سه پره ای و یا چند پره ای باشند که از هر کدام در شرایط خاص با توجه به میزان وزش باد استفاده می شود ولی قاعده کلی استفاده از آنها بدین صورت است که هر چه سرعت باد بیشتر باشد تعداد پره های کمتری مورد نیاز می باشد.افزایش تعداد پره ها باعث سنگین شدن توربین می شود و بدین علت بیشتر از توربین های دو پره ای و سه پره ای استفاده می شود. توربین های با محور افقی با استفاده از سیستم گرداننده تعبیه شده در آنها می توانند زاویه محور توربین نسبت به راستای وزش باد را طوری تغییر دهند که همیشه راستای وزش باد بر محور توربین عمود باشد و انرژی بیشتری را بتوان از باد دریافت و به الکتریسیته تبدیل کرد .

از دیگر مزایای توربین های باد با محور چرخش افقی می توان به راندمان بالای آنها ،قابلیت تولید انرژی الکتریکی در سرعت های پایین اشاره کرد و از معایب آنها می توان به هزینه بالا و پیچیدگی ساخت این توربین ها و نیز ضرورت نصب ژنراتور در بالای سطح زمین اشاره کرد که باعث ایجاد مشکلات در تعمیرات ژنراتور می شود.

توربین های بادی با محور افقی از نظر جهت برخورد با باد به دو نوع توربین های با محور افقی رو به باد و توربین با محور افقی پشت به بد تقسیم می شوند که در توربین های رو به باد سطح دایره ای شکل حاصل از چرخش پره ها اولین قسمتی از توربین است که باد به آن برخورد می کند و برای بدست آوردن بیشترین میزان انرژی بادی همواره باید محور توربین بر راستای وزش باد عمود باشد و این امر با کمک نصب بادنما و سیستم گرداننده انجام می شود و تقریباً اغلب توربین های با محور افقی از نوع رو به باد با غابلیت حرکت در راستای وزش باد هستند ودر توربین های با محور افقی از نوع پشت به باد،ابتدا برج توربین با باد برخورد می کند و در نتیجه قسمتی از انرژی باد به موجب سایه اندازی بر روی دایره چرخش پره ها تلف خواهد شد و در این نوع سیستم ها نیاز به وجود بادنما و سیستم انحراف نمی باشد .

2. توربین های بادی با محور چرخشی عمودی

محور اصلی توربین های با محور چرخش عمودی به صورت عمود بر راستای وزش باد می باشد و بنابراین نیازی به سیستم انحراف محور توربین وجود ندارد.این توربین ها دارای ساختمان ساده تری نسبت به توربین های با محور افقی هستند و شامل قطعاتی با شکل های گوناگون مانند میله های عمودی که عمود بر راستای باد قرار می گیرند و میله های دیگر که در راستای باد قرار می گیرند ،می شوند که شکل خاص این نوع توربین ها باعث جمع شدن باد در توربین ها و چرخش محور توربین می شود.توربین های با محور عمودی اغلب دو پره می باشند و در انواع مختلف ساخته می شوند که متداول ترین آنها توربین های نوع داریوس ، اوانس و سانیوس می باشد.

توربین های با محور عمودی با هزینه پایین تر از توربین های با محور افقی ساخته می شوند و دارای ساختار فیزیکی و آیرو دینامیکی ساده تری هستند و از دیگر مزایای این توربین ها این است که ژنراتور این توربین ها بر روی زمین نصب می شود که باعث سادگی در تعمیرات و سرویس توربین می شود و نیز وزن این توربین های سبک و قیمت برج آن ارزانتر از توربین های با محور افقی است ولی عیب این توربینها پایین بودن راندمان کاری آنها است.

صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :