Comment fonctionne une éolienne?

Il y a une turbine à air de grandes pales attachée au sommet d'une tour de support de hauteur suffisante. Lorsque le vent frappe les pales de la turbine, la turbine tourne en raison de la conception et de l'alignement des pales du rotor. L'arbre de la turbine est couplé à un générateur électrique. La sortie du générateur est collectée via des câbles d'alimentation électrique.

Fonctionnement de l'éolienne

Lorsque le vent frappe les pales du rotor, les pales commencent à tourner. Le rotor de turbine est connecté à une boîte de vitesses à grande vitesse. La boîte de vitesses transforme la rotation du rotor de basse vitesse à haute vitesse. L'arbre à grande vitesse de la boîte de vitesses est couplé au rotor du générateur et donc le générateur électrique fonctionne à une vitesse plus élevée. Un excitateur est nécessaire pour donner l'excitation requise à la bobine magnétique du système de champ du générateur afin qu'elle puisse générer l'électricité requise.

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La tension générée aux bornes de sortie de l'alternateur est proportionnelle à la fois à la vitesse et au flux de champ de l'alternateur. La vitesse est régie par l'énergie éolienne qui est hors de contrôle. Par conséquent, pour maintenir l'uniformité de la puissance de sortie de l'alternateur, l'excitation doit être contrôlée en fonction de la disponibilité de l'énergie éolienne naturelle. Le courant d'excitation est contrôlé par un contrôleur de turbine qui détecte la vitesse du vent.

Ensuite, la tension de sortie du générateur électrique (alternateur) est donnée à un redresseur où la sortie de l'alternateur est redressée en CC. Ensuite, cette sortie CC rectifiée est donnée à l'unité de convertisseur de ligne pour la convertir en sortie CA stabilisée qui est finalement envoyée au réseau de transmission électrique ou au réseau de transmission à l'aide d'un transformateur élévateur.

Une unité supplémentaire est utilisée pour donner le pouvoir aux auxiliaires internes de éolienne (comme le moteur, la batterie, etc.), c'est ce qu'on appelle l'unité d'alimentation interne. Il existe deux autres mécanismes de contrôle attachés à une grande éolienne moderne.

  • Contrôle de l'orientation de la pale de turbine
  • Contrôle de l'orientation de la face de la turbine

L'orientation des aubes de turbine est régie par le moyeu de base des aubes. Les pales sont fixées au moyeu central à l'aide d'un arrangement rotatif à travers des engrenages et un petit moteur électrique ou un système rotatif hydraulique. Le système peut être commandé électriquement ou mécaniquement selon sa conception. Les pales pivotent en fonction de la vitesse du vent. La technique est appelée contrôle de la hauteur. Il fournit la meilleure orientation possible des aubes de turbine le long de la direction du vent pour obtenir une énergie éolienne optimisée.

L'orientation de la nacelle ou du corps entier de la turbine peut suivre la direction du changement de direction du vent pour maximiser la récupération d'énergie mécanique du vent. La direction du vent ainsi que sa vitesse sont détectées par un anémomètre (appareils de mesure automatique de la vitesse) avec des girouettes fixées à l'arrière de la nacelle. Le signal est renvoyé à un système de commande électronique à microprocesseur qui régit le moteur de lacet qui fait tourner la nacelle entière avec un engrenage pour faire face à la turbine à air dans la direction du vent. Un schéma de principe interne d'une éolienne

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Fonctionnement de léolienne