在最近的一项研究发表在杂志上亚博网站下载研究人员从印度,回顾了技术和开发风能转换系统。
研究:能量转换的策略风能系统:电气、机械和材料方面。图片来源:chaiviewfinder / Shutterstock.com
世界能源需求和风能
全球能源需求不断增加,主要是由于人口、能源消耗和产业化。能源危机可能成为一个重大问题在未来化石燃料的供应是有限的。可再生能源如太阳能、风能、沼气,海洋,和潮汐有很大潜力来解决这个问题。人类风能用于各种目的,和科学家认为它的一个有前途的可再生能源资源,解决能源危机。
(一个逆风HAWT)(当风来自涡轮叶片的正面);(b顺风HAWT)(当风来自涡轮叶片的背面)。图片来源:乔杜里,et al .,材料亚博网站下载
最近,研究人员回顾相关研究风能转换系统(wec),详细分析wec技术的重要方面,并讨论了当代技术发展趋势。
wec的历史
在10世纪,首次用于泵水涡轮机,在波斯磨粮食。此外,水平轴涡轮机在英格兰相似类型的工作。这些涡轮机有他们的名字,因为他们必须身体位置根据风的方向。
教授查尔斯刷和詹姆斯·切成功地建立了水平轴风力发电机,蓄电池充电和使用电力的应用程序。此外,卡米尔福尔发明的铅酸电池在1881年为研究人员提供了一个可行的选择研究风能因为铅酸电池更轻,更小,有效存储电能。
wec分类
WECSs分为几大类,但最常见的wec分类是基于转动轴,使用的涡轮机类型和叶片旋转速度。
涡轮被归类为低功率,中功率和大功率发电机。低动力透平机可以产生30千瓦的最大功率,介质动力涡轮机之间可以产生权力30千瓦到300千瓦,和大功率风力发电机是用于生产能力超过300千瓦。基于功率控制,WECSs分为被动失速和动态失速转速的,他们被归类为固定的速度和变速风力涡轮机。
(一个)升力型垂直轴风力机(VAWTs)和(bVAWT)拖类型。图片来源:乔杜里,et al .,材料亚博网站下载
关键部件的wec
wec是一个机电组件的集成系统,旨在从风生成最优功率。
风力发电机的机械部件是将风能转化为机械能的关键。组件的设计利用动能的运动风。机械系统的旋转质量,传输能量电子元件,介绍了热力学的工作。的主要机械部件风力涡轮机转子、主轴、齿轮箱、机械刹车、发动机舱、俯仰和偏航驱动器,和风力测量设备。app亚博体育
电气子系统的主要功能是将机械能转换从风的形式收集的扭矩和速度成电能,并分为两组wec基于组件的位置。发动机舱内的电器元件使用与机械组件发电,和地面组件是用于分配和存储。
控制策略
汽轮机安全运行的控制策略是必要的常规和不利条件。另外,策略也被用来为各种大气条件和生成最优功率增加的寿命wec结构通过控制加载条件。
现代的风能转换系统中使用的控制策略主要分为三个层次。一级控制处理分布和传输系统,两个水平控制风电场集中控制系统和控制水平三个监测风力涡轮机。
功率曲线在高碳钢控制。图片来源:乔杜里,et al .,材料亚博网站下载
目前的趋势
近几十年来,大幅增加安装风能已经观察到在世界范围内,表明转向清洁能源。在现代风能转换系统,水平轴风力发电机主要是用于发电。目前,大多数研究集中在使用控制策略和方法来测试新的wec系统和优化现有系统。此外,重要的发展中观察到的能量存储系统,用于提高效率和减少环境风险。
结论
现代wec大大发展和使用各种新的建筑和能源生产技术。wec的发展的主要原因是政府的重点从以碳为基础的转变可再生能源的化石燃料储备。
研究人员分析了叶片和发电机风力涡轮机的材料是最重要的组件。亚博网站下载wec的主要挑战是综合回收,因为风力发电厂使用合成聚合物基质复合材料。亚博网站下载作者建议所有部门参与生产合成聚合物基质复合材料应该合作开发具有成本效益的解决方案和改进价值链wec技术。亚博网站下载
源
乔杜里,a;达塔,r;库马尔,议员;摩根大通(J.P. Davim;Pramanik,美国风能的能量转换策略系统:电气、机械和材料方面。亚博网站下载2022年,15,1232年。https://www.mdpi.com/1996-1944/15/3/1232
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