CONTROLUL UNEI TURBINE EOLIENE PREVAZUTA CU UN GENERATOR SINCRON CU MAGNETI PERMANENTI

CONTROLUL UNEI TURBINE EOLIENE PREVAZUTA CU UN GENERATOR SINCRON CU MAGNETI PERMANENTI

Conceptul modern al turbinei eoliene cu turatie variabila, dotata cu un generator lent sincron, multipolar, cu magneti permanenti si cu convertizor de frecventa dimensionat la intreaga putere tranzitata castiga din ce in ce mai mult teren. Unul dintre cele mai importante avantaje ale unui asemenea gvenerator este functionarea la turatii joase care conduce la omisiunea multiplicatorului mecanic si la indepartarea unor dezavantaje ale folosirii acestuia - greutate, pierderi de putere, costuri mai mari pentru mentenanta.    Mai mult, datorita magnetilor permanenti se indeparteaza sistemul de excitatie clasic pentru generatoare sincrone reducandu-se in continuare greutatea, pierderile, costurile de mentenanta. Aici poate fi mentionat faptul ca folosirea excitatiei cu magneti permanenti conduce la renuntarea inelelor si a periilor colectoare din circuitul rotoric.

Insa un mare dezavantaj este excitatia fixa, care nu poate fi schimbata in functie de punctul de operare.

Generatorul este conectat la un convertizor de frecventa, sursa de tensiune, cuplat la retea, de tipul "back-to-back" capabil sa controleze intreaga cantitate de energie electrica produsa, precum si sa gestioneze defectele energetice, spre si dinspre retea.

Din figura de mai jos rezulta structura de control al intregului sistem, atat pe parte aerodinamica si mecanica, cat si pe parte electrica.

Controlul unei turbine eoliene cu generator sincron cu magneti permanenti consta in:

controlul convertizorului de frecventa:

o       controlul pe partea dinspre generator

o       controlul pe partea dinspre retea

controlul turbinei eoliene (inclinatia palelor)

Turbinele cu actionare directa (fara multiplicator) caracterizate de eficienta mare si solutii de mentenanta scazuta, ofera un potential mare pentru aplicatiile viitoare, in special in zone off-shore.

Pentru ca a fost eliminat multiplicatorul, generatorul trebuie sa opereze la turatii foarte joase, max. 15..20 rpm. Generatoarele asincrone cu o asemenea plaja de functionare au un numar foarte mare de poli si un pas polar foarte mic, care coroborat cu un intrefier semnificativ solicita o putere reactiva foarte mare. De aceea s-a renuntat la utilizarea lor si generatoarele sincrone au devenit singura optiune pentru aplicatiile la turatii mici fara multiplicator de turatie.

NorthWind NW100/19 produs de Northern Power System actioneaza intre 45 si 69 rpm

Are o putere de 100kW la 13m/s viteza vantului si 68,5 rpm. Sistemul de comanda se bazeaza pe un controler cu microprocesor. Arhitectura acestuia permite indeplinirea functiilor de control, supervizare, achizitii de date, transmiterea acestora la distanta.