Descrição da estrutura interna da turbina eólica
Estrutura da turbina de vento:
Cabine: A cabine contém equipamentos importantes para a turbina eólica, incluindo a caixa de câmbio e o gerador. O pessoal de manutenção pode entrar na cabine através da torre de turbina eólica. A extremidade esquerda da nacela é o rotor da turbina eólica, isto é, as pás do rotor e o eixo.
Lâminas do rotor: pegue o vento e transmita a energia eólica para o eixo do rotor. Nas modernas turbinas eólicas de 600 kW, cada pá do rotor tem um comprimento medido de aproximadamente 20 metros e é projetada para se assemelhar a uma asa de avião.
Eixo: O eixo do rotor é conectado ao eixo de baixa velocidade da turbina eólica.
Eixo de baixa velocidade: O eixo de baixa velocidade da turbina eólica conecta o eixo do rotor à caixa de engrenagens. Nas modernas turbinas eólicas de 600 kW, a velocidade do rotor é bastante lenta, cerca de 19 a 30 rotações por minuto. Existem condutas para o sistema hidráulico no eixo para ativar o funcionamento do freio aerodinâmico.
Caixa de engrenagens: O lado esquerdo da caixa de engrenagens é o eixo de baixa velocidade, que aumenta a velocidade do eixo de alta velocidade para 50 vezes o eixo de baixa velocidade.
Eixo de alta velocidade e seu freio mecânico: o eixo de alta velocidade gira a 1500 rpm e aciona o gerador. É equipado com um freio mecânico de emergência para quando o freio aerodinâmico falhar ou quando a turbina eólica estiver em manutenção.
Gerador: Normalmente chamado de motor de indução ou gerador assíncrono. Em turbinas eólicas modernas, a potência máxima é tipicamente entre 500 e 1500 kW.
Dispositivo de guinada: gire a nacela com o motor de modo que o rotor esteja voltado para o vento. O dispositivo de guinada é operado por um controlador eletrônico que pode detectar a direção do vento através do cata-vento. A figura mostra a guinada da turbina eólica. Normalmente, quando o vento muda de direção, o motor de vento só desvia alguns graus de cada vez.
Controlador eletrônico: Contém um computador que monitora continuamente o estado da turbina eólica e controla o dispositivo de guinada. Para evitar qualquer mau funcionamento (ou seja, superaquecimento da caixa de engrenagens ou do gerador), o controlador pode parar automaticamente a rotação da turbina eólica e chamar o operador da turbina eólica através do modem telefônico.
Sistema hidráulico: O freio aerodinâmico usado para reinicializar a turbina eólica.
Elemento de resfriamento: Contém um ventilador para resfriar o gerador. Além disso, contém um elemento de refrigeração do óleo para resfriar o óleo na caixa de engrenagens. Algumas turbinas eólicas têm geradores refrigerados a água.
Torre eólica: A torre da turbina eólica carrega a cabine e o rotor orgânicos. Normalmente as torres altas têm uma vantagem porque quanto maior o solo, maior a velocidade do vento. Modernas turbinas eólicas de 600 kW têm alturas de torre de 40 a 60 metros. Pode ser uma torre tubular ou uma torre treliçada. As torres tubulares são mais seguras para o pessoal de manutenção, pois podem alcançar o topo da torre através de uma escada interna. A vantagem de uma torre de treliça é que ela é relativamente barata.
Anemômetro e cata-vento: usado para medir a velocidade e direção do vento.
Geradores de turbinas eólicas: Geradores de turbinas eólicas convertem energia mecânica em energia elétrica. O gerador da turbina eólica é um pouco diferente do equipamento de geração de energia que você costuma ver na rede. A razão é que o gerador precisa operar sob condições de energia mecânica flutuante.
A tensão de saída
Grandes turbinas eólicas (100-150 kW) produzem tipicamente 690 volts de CA trifásica. A corrente então passa pelo transformador ao lado da turbina eólica (ou dentro da torre) e a tensão é aumentada para 10.000 a 30.000 volts, dependendo do padrão da rede local.
Os grandes fabricantes podem oferecer tipos de turbinas eólicas de 50 Hz (para a maioria das redes elétricas mundiais) ou 60 Hz (para redes elétricas dos EUA).
