Każde urządzenie mechaniczne musi mieć sterowanie. Bez tego nawet najlepszy wyrób będzie tylko górą bezwartościowych części. W przypadku elektrowni wiatrowych podstawowym sterownikiem jest kontroler. Zadaniem kontrolera jest przede wszystkim zamiana prądu zmiennego wytwarzanego przez generator na prąd stały. Ta funkcję spełnia mostek prostowniczy. Ponadto kontroler ma za zadanie zapobiegać nadmiernemu rozkręceniu się turbiny. Turbina wiatrowa nie może osiągać dowolnie dużych obrotów ponieważ po pierwsze będzie hałasować, a po drugie siły odśrodkowe mogą rozerwać łopaty. Zwykle najprostszym sposobem ograniczenia prędkości obrotowej turbiny jest przyłożenie obciążenia do generatora. Kontroler załącza po postu kolejne oporniki. Taki rodzaj kontrolera zwykle jest zwany regulatorem. Bardziej zaawansowane kontrolery mogą wyświetlać aktualne parametry pracy generatora takie jak prąd ładowania, napięcie, obroty, itp. Najbardziej profesjonalne kontrolery posiadają szereg dodatkowych czujników. Mogą odczytywać np. parametry temperatury pracy generatora, temperatury pracy samego kontrolera, prędkość i kierunek wiatru. Ponadto mogą być wyposażone w systemy sterujące pracą generatora. Służą do obracania generatora wokół osi masztu i w ostateczności do mechanicznego zatrzymania turbiny za pomocą hamulca hydraulicznego. Kontrolery czasem też są wyposażone w funkcje komunikacji umożliwiające zdalne odczytywanie parametrów pracy elektrowni wiatrowej lub nawet zdalne sterowanie (najczęściej zatrzymanie). Niektóre kontroler są dedykowane do pracy z oświetleniem i mogą załączać odbiorniki (zwykle 12 lub 24V DC). Sterownie czasem i/lub czujnikiem zmierzchowym oraz poziomem naładowania akumulatorów pozwala na szeroki zakres kontroli pracy odbiorników. Większość kontrolerów jest standardowo wyposażona w funkcje obsługi zarówno elektrowni wiatrowej jak i fotoogniw, w systemach hybrydowych.
Parametr | 300W | 500W | 1KW | 2KW | 3KW | 5KW | 10KW | 20KW |
Długość (m) | 20 | 50 | ||||||
Przekrój kabla (mm2) | 2,5 | 4 | 4 | 6 | 8 |
Kolejnym urządzeniem wykorzystywanym do pracy z elektrownią wiatrową są przetwornice. Mają one za zadanie zamieniać prąd z kontrolera o zmiennej charakterystyce na taki, który będzie użyteczny dla ostatecznych odbiorników. Przetwornice występują zwykle w dwóch odmianach. Do pracy wyspowej tzw. off-grid (inwertery) oraz do pracy w sieci tzw. on-grid (falowniki). Inwertery zawsze muszą pracować z akumulatorami ponieważ akumulatory są z jednej strony stabilizatorem napięcia a z drugiej strony magazynem energii dostępnym nawet kiedy nie elektrownia wiatrowa nie wytwarza prądu. W praktyce większość profesjonalnych inwerterów jest wyposażona w przełączniki źródła zasilania. Oznacza to, że nawet kiedy skończy się prąd w akumulatorach to zasilanie będzie podtrzymane z innego źródła, jeżeli tylko takie jest dostępne. Najczęściej tym drugim (zapasowym) źródłem jest sieć energetyczna, czasem agregat spalinowy. Falowniki natomiast służą do synchronizacji prądu wytwarzanego przez elektrownię wiatrową z prądem w sieci energetycznej. Nie wymagają współpracy z akumulatorami, ale muszą spełniać inne warunki umożliwiające bezpieczną pracę z siecią energetyczną.
Parametr | 1 kW | 2 kW | 3 kW | 5 kW | 10 kW | 20 kW |
kształt fali wyjściowej | rzeczywista sinusoida | |||||
zniekształcenie fali (THD) | < 3% | |||||
napięcie wyjściowe V (AC) | 230 +/- 2% | |||||
częstotliwość (Hz) | 50 +/- 0.5% | |||||
moc chwilowa +20% nominalnej | 5 sekund | |||||
moc chwilowa +50% nominalnej | 10 cykli | |||||
współczynnik mocy | 0.8 | |||||
współczynnik fali | 03:01 | |||||
napięcie zasilania (DC) | 48 | 120 | 240 | 240 | 240 | 360 |
sprawność przy pełnym obciążeniu (%) | > 65 | > 80 | > 80 | > 86 | > 86 | > 86 |
poziom hałasu (dB) | 50 | 55 | 55 | 60 | 60 | 60 |
wentylator chłodzący | Tak | |||||
zabezpieczenie termiczne w przypadku przegrzania | Tak | |||||
zabezpieczenie napięciowe i prądowe | Tak | |||||
zabezpieczenie przeciw odwrotnej polaryzacji | Tak | |||||
zabezpieczenie w momencie przeciążenia | Tak | |||||
kolory lampek sygnalizacyjne | praca normalna – zielony, zbyt niskie napięcie – mruganie, przeciążenie – czerwony, awaria – czerwony |
|||||
alarm | alarm raz na 4 sek. – odłączone zasilanie, alarm raz na 1 sek. – prawie pusta bateria, ciągły – pusta bateria lub awaria |
|||||
zakres temperatur i wilgotność | 0 – 40°C, 95% |
Uwaga! Wszystkie opisane modele elektrowni wiatrowych z technicznego punktu widzenia mogą zostać podłączone bezpośrednio do zewnętrznej sieci wysokiego napięcia. Przed podłączeniem należy jednak dokładnie sprawdzić aktualny związany z tym stan prawny i uzyskać odpowiednie zezwolenia.
Inną grupą sterowników są urządzenia dedykowane do zasilania wybranych odbiorników. Podstawowym reprezentantem tej grupy są sterowniki grzałkowe. Jak sama nazwa wskazuje służą one do zasilania grzałek. Grzałka jako prosty odbiornik energii nie wymaga stabilnych warunków zasilania. Po prostu jeżeli będzie dostarczona większa ilość energii to grzałka będzie mocniej grzała, a kiedy energii otrzyma mnie to będzie grzała słabiej. Może więc zachodzić wątpliwość po co w ogóle w takim razie sterownik. Jest niezbędny ponieważ grzałka stanowi dla generatora opór i kiedy wieje słaby wiatr ten opór jest zbyt duży żeby umożliwić poruszenie elektrowni. To zjawisko podobne do ruszania samochodu z miejsca. Potrzebne jest chwilowe zwiększenie obrotów zanim zwolni się sprzęgło ponieważ moc na małych obrotach jest zbyt mała do ruszenia. Podobnie z elektrownią wiatrową tylko, że tu zaczynamy od zera a silnik samochodu zwykle ma już na luzie nawet 700rpm. Sterownik grzałek tak dobiera obciążenie turbiny generatora grzałkami, żeby ta swobodnie ruszyła i przy znamionowych obrotach była obciążona pełną wytwarzaną mocą. W ten sposób 100% energii jest oddawane na grzanie. Mogą też występować inne dedykowane sterowniki. Np sterowniki pomp, jeżeli elektrownia ma zasilać pompę wodną, sterowniki obrotów, jeżeli elektrownia ma pracować w wyznaczonym stałym zakresie prędkości obrotowej oraz inne w zależności od przeznaczenia.
kręci mnie wiatr...
Copyright © 2008-2017 AirGenerator