Внесетевые ветрогенераторы можно разделить на две категории по методам привода: непрямой и прямой привод. Ниже приводится подробное описание этих двух методов привода:
Система генерации энергии ветра без прямого привода
Системы ветрогенерации без прямого привода в основном используют редукторы для ускорения ветряных турбин и привода обычных асинхронных генераторов. Этот тип систем можно разделить на ветряные турбины с фиксированным шагом и ветряные турбины с переменным шагом в зависимости от состояния соединения лопастей ветряной турбины со ступицей:
Ветряная турбина с фиксированным шагом: При изменении скорости ветра наветренный угол лопастей остается неизменным, а соединение между лопастями ветрогенератора и ступицей фиксировано. Такая конструкция имеет простую структуру, но коэффициент преобразования энергии ветра относительно низок.
Ветряная турбина с переменным шагом: При изменении скорости ветра лопасти ветряной турбины могут вращаться вокруг центральной оси лопастей, регулируя угол наклона к ветру, тем самым оптимизируя эффективность улавливания энергии ветра. Такая конструкция повышает коэффициент преобразования энергии ветра, но ее конструкция относительно сложна.
Система генерации энергии ветра с прямым приводом
Система прямого привода ветрогенератора не имеет зубчатой передачи, и ветряная турбина напрямую приводит в действие генератор для выработки электроэнергии. В системах такого типа обычно используются синхронные генераторы с постоянными магнитами, которые обладают следующими преимуществами:
Высокая эффективность: Генераторы на постоянных магнитах не требуют электрического возбуждения и могут работать в бесщеточном режиме без потерь на возбуждение, что обеспечивает высокую эффективность.
Высокая надежность: Благодаря отсутствию механических компонентов трансмиссии, таких как коробки передач, уменьшается количество точек отказа и повышается надежность системы.
Низкая стоимость обслуживания: Система прямого привода ветрогенератора имеет простую структуру, легко обслуживается и снижает эксплуатационные расходы.
Высокая плотность мощности: Постоянные магниты могут увеличить плотность магнитного потока в воздушном зазоре, тем самым повышая плотность мощности двигателя.
Системы ветрогенерации с прямым приводом также имеют ряд недостатков:
Возбуждение не регулируется: в системе с переменной скоростью вращения постоянное напряжение не может быть достигнуто самим двигателем, и необходимо использовать последовательное конденсаторное регулирование напряжения или гибридный метод, сочетающий возбуждение постоянными магнитами и электрическое возбуждение.
Высокая первоначальная стоимость инвестиций: Из-за использования высокопроизводительных компонентов, таких как синхронные генераторы с постоянными магнитами, первоначальная стоимость инвестиций в ветроэнергетические системы с прямым приводом относительно высока.
