Off grid windturbinesystemen kunnen voornamelijk worden onderverdeeld in twee categorieën op basis van hun aandrijfmethoden: niet-directe aandrijving en directe aandrijving. Hieronder volgt een gedetailleerde introductie van deze twee aandrijfmethoden:
Niet direct aangedreven systeem voor het opwekken van windenergie
Systemen voor het opwekken van windenergie zonder directe aandrijving maken voornamelijk gebruik van tandwielkasten om de windturbines te versnellen en conventionele asynchrone generatoren aan te drijven. Dit type systeem kan verder worden onderverdeeld in windturbines met een vaste verticale hoek en windturbines met een variabele verticale hoek op basis van de verbinding tussen de bladen van de windturbine en de naaf:
Windturbine met vaste spoed: Wanneer de windsnelheid verandert, blijft de windhoek van de bladen onveranderd en is de verbinding tussen de bladen van de windturbine en de naaf vast. Dit ontwerp heeft een eenvoudige structuur, maar de omzettingssnelheid van de windenergie is relatief laag.
Windturbine met variabele spoed: Wanneer de windsnelheid verandert, kunnen de bladen van de windturbine rond de centrale as van de bladen draaien om de windhoek aan te passen, waardoor de efficiëntie van het opvangen van windenergie wordt geoptimaliseerd. Dit ontwerp verbetert de omzettingssnelheid van windenergie, maar de structuur is relatief complex.
Direct aangedreven systeem voor het opwekken van windenergie
Het direct aangedreven windenergiesysteem heeft geen tandwieloverbrenging en de windturbine drijft de generator rechtstreeks aan om elektriciteit op te wekken. Dit type systeem maakt meestal gebruik van synchrone generatoren met permanente magneet, die de volgende voordelen hebben:
Hoog rendement: Permanente magneetgeneratoren hebben geen elektrische bekrachtiging nodig en kunnen borstelloos werken zonder bekrachtigingsverliezen, wat resulteert in een hoog rendement.
Hoge betrouwbaarheid: Door het ontbreken van mechanische transmissiecomponenten zoals tandwielkasten wordt het aantal storingspunten verminderd en de betrouwbaarheid van het systeem verbeterd.
Lage onderhoudskosten: Het direct aangedreven systeem voor het opwekken van windenergie heeft een eenvoudige structuur, is gemakkelijk in onderhoud en verlaagt de onderhoudskosten.
Hoge vermogensdichtheid: Permanente magneten kunnen de magnetische fluxdichtheid van de luchtspleet verhogen, waardoor de vermogensdichtheid van de motor verbetert.
Direct aangedreven windenergiesystemen hebben ook enkele nadelen:
De bekrachtiging kan niet worden aangepast: In het systeem met variabele snelheid kan de motor zelf geen constante spanningsregeling bereiken en is het nodig om de spanningsregeling met seriecondensatoren of een hybride methode met een combinatie van permanente magneet en elektrische bekrachtiging te gebruiken.
Hoge initiële investeringskosten: Door het gebruik van krachtige componenten zoals synchrone generatoren met permanente magneet zijn de initiële investeringskosten van direct aangedreven windenergiesystemen relatief hoog.
