Turbiny wiatrowe off grid można klasyfikować na podstawie wielu wymiarów, takich jak typ generatora, kierunek osi obrotu, moc, forma konstrukcyjna i tryb jazdy. Poniżej znajduje się szczegółowe wprowadzenie:
Klasyfikacja według typu generatora
System turbiny wiatrowej off grid oparty na generatorze asynchronicznym:
Zastosowanie generatorów asynchronicznych jako urządzeń do konwersji energii można podzielić na generatory asynchroniczne typu klatkowego, generatory asynchroniczne typu uzwojenia i generatory asynchroniczne z podwójnym zasilaniem.
Generatory asynchroniczne typu klatkowego mają zalety niskiego kosztu, wysokiej niezawodności i solidności i są szeroko stosowane w tradycyjnych systemach turbin wiatrowych poza siecią.
System turbiny wiatrowej off grid oparty na generatorze synchronicznym z magnesami trwałymi:
Generatory synchroniczne z magnesami trwałymi stały się głównym nurtem ze względu na ich wysoką wydajność i niewielkie rozmiary.
W zależności od konstrukcji, można go podzielić na różne typy, takie jak silnik z wewnętrznym wirnikiem z promieniowym polem magnetycznym, silnik z zewnętrznym wirnikiem z promieniowym polem magnetycznym, silnik z osiowym polem magnetycznym z podwójną szczeliną stojana, silnik z osiowym polem magnetycznym z podwójną szczeliną wirnika oraz jednostronnie zrównoważony silnik z osiowym polem magnetycznym stojana.
W tych samych warunkach znamionowych gęstość mocy silników z osiowym polem magnetycznym jest większa niż w przypadku silników z promieniowym polem magnetycznym; Dwustronna struktura osiowa ma przewagę nad jednostronną strukturą osiową; Silnik z zewnętrznym wirnikiem z promieniowym polem magnetycznym ma przewagę nad silnikiem z wewnętrznym wirnikiem z promieniowym polem magnetycznym. Silnik z wewnętrznym wirnikiem o radialnym polu magnetycznym ma najprostszą konstrukcję i najniższe koszty produkcji, dzięki czemu doskonale nadaje się do małych systemów turbin wiatrowych poza siecią.
System turbiny wiatrowej off grid oparty na generatorze reluktancyjnym:
W porównaniu z systemami generatorów synchronicznych z magnesami trwałymi, udział w rynku jest stosunkowo niewielki.
Klasyfikacja według kierunku osi obrotu
Turbina wiatrowa o poziomej osi obrotu:
Oś obrotu turbiny wiatrowej jest równoległa do podłoża, a łopaty są podobne do śmigieł, które muszą być ustawione zgodnie z kierunkiem wiatru.
Dojrzała technologia, wysoka wydajność (do 45% lub więcej) i wysoka moc pojedynczej maszyny (modele głównego nurtu).
System odchylania musi reagować na wiatr, a wieża jest stosunkowo wysoka, co skutkuje stosunkowo wysokim poziomem hałasu.
Zastosowanie: Stanowi ponad 95% globalnej mocy zainstalowanej w energetyce wiatrowej i jest szeroko stosowany zarówno na lądzie, jak i na morzu.
Turbina wiatrowa o osi pionowej:
Oś obrotu turbiny wiatrowej jest prostopadła do podłoża, a łopaty obracają się wokół osi pionowej bez potrzeby wiatru.
Prosta konstrukcja, niski poziom hałasu, duża odporność na nagłe zmiany kierunku wiatru i łatwa konserwacja.
Niska wydajność (zwykle <40%), wysoka prędkość wiatru podczas rozruchu i trudności w skalowaniu.
Zastosowania: rozproszone wytwarzanie energii na małą skalę, środowisko miejskie, energia pomocnicza itp.
Sklasyfikowane według mocy
Mikroturbiny wiatrowe:
Moc poniżej 1 kW, odpowiednia dla gospodarstw domowych lub małych punktów poboru mocy.
Małe turbiny wiatrowe:
Wydajność wynosi od 1 kW do 10 kW, co jest odpowiednie dla obszarów oddalonych, pasterskich lub pojedynczych źródeł zasilania.
Średniej wielkości turbiny wiatrowe:
Moc wynosi od 10 kW do 100 kW, co jest odpowiednie dla scenariuszy rozproszonego wytwarzania energii.
Turbiny wiatrowe na dużą skalę:
Przy mocy przekraczającej 100 kW, jest on używany głównie w elektrowniach wiatrowych podłączonych do sieci.
Sklasyfikowane według formy strukturalnej i trybu jazdy
Typ skrzyni biegów:
Turbina wiatrowa napędza generator, zwiększając prędkość poprzez przekładnię.
Zalety: Możliwość korzystania z szybkich generatorów (niski koszt).
Wady: Przekładnia wymaga częstej konserwacji i charakteryzuje się wysokim wskaźnikiem awaryjności.
Napęd bezpośredni:
Turbina wiatrowa bezpośrednio napędza generator synchroniczny z magnesami trwałymi o niskiej prędkości, eliminując potrzebę stosowania przekładni.
Zalety: Wysoka niezawodność i minimalna konserwacja.
Wady: Wysoki koszt magnesów trwałych i duża objętość/waga generatorów.
Typ mieszany:
Turbina wiatrowa napędza generator średniej prędkości poprzez przekładnię pierwszego stopnia.
Punkt równowagi: Równoważenie niezawodności (uproszczenie przekładni) i kosztów.
