Ветряные турбины для автономных сетей можно классифицировать по нескольким параметрам, таким как тип генератора, направление оси вращения, мощность, форма конструкции и режим работы. Ниже приводится подробное описание:
Классификация по типу генератора
Внесетевая ветроэнергетическая система на базе асинхронного генератора:
Асинхронные генераторы, используемые в качестве устройств преобразования энергии, можно разделить на асинхронные генераторы сепараторного типа, асинхронные генераторы намоточного типа и асинхронные генераторы с двойным питанием.
Асинхронные генераторы сепараторного типа обладают такими преимуществами, как низкая стоимость, высокая надежность и прочность, и широко используются в традиционных ветроэнергетических системах, работающих вне сети.
Внесетевая ветротурбинная система на базе синхронного генератора с постоянными магнитами:
Синхронные генераторы с постоянными магнитами получили широкое распространение благодаря своей высокой эффективности и небольшим размерам.
По структуре они могут быть разделены на различные типы, такие как двигатель с внутренним ротором с радиальным магнитным полем, двигатель с внешним ротором с радиальным магнитным полем, двигатель с двойным статорным пазом с аксиальным магнитным полем, двигатель с двойным роторным пазом с аксиальным магнитным полем и двигатель с односторонним аксиальным магнитным полем со сбалансированным статором.
При одинаковых номинальных параметрах удельная мощность двигателей с аксиальным магнитным полем выше, чем у двигателей с радиальным магнитным полем; двусторонняя аксиальная структура имеет преимущества перед односторонней аксиальной структурой; двигатель с радиальным магнитным полем внешнего ротора имеет преимущества перед двигателем с радиальным магнитным полем внутреннего ротора. Двигатель с внутренним ротором с радиальным магнитным полем имеет самую простую конструкцию и низкую стоимость изготовления, что делает его очень подходящим для небольших ветряных турбин, работающих от автономной сети.
Система автономного ветрогенератора на основе импульсного генератора:
По сравнению с синхронными генераторами с постоянными магнитами, доля рынка относительно невелика.
Классификация по направлению оси вращения
Ветряная турбина с горизонтальной осью:
Ось вращения ветряной турбины параллельна земле, а лопасти похожи на пропеллеры, которые должны быть выровнены по направлению ветра.
Зрелая технология, высокая эффективность (до 45% и более) и высокая мощность одной машины (основные модели).
Система рысканья должна реагировать на ветер, а башня довольно высока, что приводит к относительно высокому уровню шума.
Применение: На него приходится более 95% мировой установленной мощности ветроэнергетики, и он широко используется как на суше, так и на море.
Ветряная турбина с вертикальной осью:
Ось вращения ветряной турбины перпендикулярна земле, и лопасти вращаются вокруг вертикальной оси без участия ветра.
Простая конструкция, низкий уровень шума, устойчивость к резким изменениям направления ветра и простота обслуживания.
Низкий КПД (обычно<40%), высокая начальная скорость ветра и сложность масштабирования.
Области применения: малая распределенная генерация, городская среда, вспомогательная энергия и т.д.
Классификация по мощности
Микроветровые турбины:
Мощность менее 1 кВт, подходит для бытовых или маломощных точек нагрузки.
Небольшие ветряные турбины:
Мощность составляет от 1 кВт до 10 кВт, что подходит для удаленных районов, пастбищных угодий или объектов с одним источником питания.
Ветряные турбины среднего размера:
Мощность составляет от 10 кВт до 100 кВт, что подходит для сценариев распределенной генерации электроэнергии.
Крупномасштабные ветряные турбины:
При мощности более 100 кВт он используется в основном для ветряных электростанций, подключенных к сети.
Классифицируются по форме конструкции и режиму движения
Тип коробки передач:
Ветряная турбина приводит в движение генератор, увеличивая скорость через редуктор.
Преимущества: Возможность использования высокоскоростных генераторов (низкая стоимость).
Недостатки: Редуктор требует частого обслуживания и имеет высокий процент отказов.
Прямой тип привода:
Ветряная турбина напрямую приводит в действие низкоскоростной синхронный генератор с постоянными магнитами, что исключает необходимость в редукторе.
Преимущества: Высокая надежность и минимальное техническое обслуживание.
Недостатки: Высокая стоимость постоянных магнитов и большой объем/вес генераторов.
Смешанный тип:
Ветряная турбина приводит в движение среднескоростной генератор через редуктор первой ступени.
Точка равновесия: баланс между надежностью (упрощение механизма) и стоимостью.
