Turbogenerator wiatrowy TG-1000 firmy "Concord"

Producent prezentuje oryginalną konstrukcję turbogeneratora wiatrowego o mocy 1000 kW

Opis konstrukcji

Zespół turbogeneratora wiatrowego TG-1000 jest oryginalną konstrukcją z poziomą osią napędu i ustawianiem wirnika pod wiatr. Konstrukcja ta jest chroniona patentem Ukrainy nr 49970, będącym własnością Przemysłowej Grupy Finansowej „Concord". W porównaniu do innych rozwiązań z poziomą osią wirnika, ma ona istotne zalety.

Do przenoszenia momentu obrotowego na generatory zastosowano zamiast multiplikatora mechanicznego  multiplikator aerodynamiczny na bazie turbogeneratorów umieszczonych w środkowej części łopatek głównego wirnika.
Dzięki aerodynamicznej multiplikacji obrotów podstawowego wirnika wiruje on ze zmienną częstotliwością i optymalną sprawnością w całym zakresie roboczych prędkości wiatru. Zapewniona jest przy tym stała częstotliwość obrotów turbin turbogeneratorów i wałów generatorów, co pozwala uniknąć użycia przekształtnika częstotliwości generowanego prądu, i tym samym kompensować dodatkowe straty aerodynamiczne na turbogeneratorach.

Do produkcji energii elektrycznej zastosowano generatory synchroniczne z obniżoną częstotliwością obrotów (600 obr/min) zamiast asynchronicznych o częstotliwości 1500 obr/min, jakie stosuje się w klasycznych rozwiązaniach. Dzięki temu urządzenie nie pobiera mocy biernej i może pracować zarówno na sieć przemysłową, jak pracować w zestawie z elektrownią wiatrowo-spalinową.

Rozruch, zatrzymanie i regulacja mocy zespołu w procesie wytwarzania energii elektrycznej odbywa się przez autonomiczny obrót każdej końcowej części łopaty, przy użyciu autonomicznej przekładni elektromechanicznej zamiast obrotu wszystkich łopat przez centralną przekładnię hydrauliczną. Zwiększa to prawdopodobieństwo skutecznego zatrzymania awaryjnego nawet przy uszkodzeniu jednej z przekładni.

W skład zespołu wchodzi funkcjonalnie niezależny system bezpieczeństwa, który jest zasilany z własnego niezależnego źródła akumulatorowego. Zwiększa to niezawodność działania zespołu.
Czujniki prędkości i kierunku wiatru umieszczone są na wysuniętym pręcie w czołowej części owiewki gondoli. Pręt jest zamocowany nieruchomo względem korpusu gondoli. Pozwala to uzyskiwać podczas eksploatacji zespołu wiarygodną informację o parametrach strumienia wiatru.

Zespół można stosować zarówno jako część składowa zawodowej elektrowni wiatrowej (wariant sieciowy), jak też w składzie elektrowni wiatrowo-spalinowej.
Taka konstrukcja zapewnia wysoki współczynnik wykorzystania mocy znamionowej - 0,386 przy prędkości wiatru 6,0 m/s na wysokości 10 m oraz średnioroczną produkcję energii 3,386 GWh.

Dane techniczne

Funkcjonowanie

W stanie gotowości do pracy łopaty głównego wirnika ustawione są pod przypływający strumień wiatru. Wirnik główny jest odhamowany i wolno dryfuje pod wpływem strumienia wiatru. Przy prędkości startowej 3,5 m/s system sterujący podaje komendę programowego ustawienia łopat do położenia roboczego.
Wirnik główny zaczyna się obracać z narastającą prędkością i przy prędkości 14,2 obr/min wirnik turbogeneratora osiąga prędkość 600 obr/min, przy której rozpoczyna się produkcja energii elektrycznej o wymaganych parametrach i zespół może być podłączony do systemu elektroenergetycznego.

Zależność mocy od prędkości wiatru na wysokości osi wirnika 

Zależność rocznej produkcji energii od średniorocznej prędkości wiatru 

W miarę narastania prędkości wiatru rośnie moc zespołu. Moc znamionowa jest osiągana przy prędkości 11,5 m/s.
W zakresie prędkości roboczych wiatru system reguluje kąt natarcia łopat głównego wirnika, utrzymując jego prędkość obrotową w znamionowych granicach. Przy przekroczeniu przez wiatr prędkości odcinającej końcowe odcinki łopat głównego wirnika przechodzą w położenie pod wiatr i wirnik przechodzi w stan dryfowania., zaś produkcja energii zostaje przerwana.

Aż do osiągnięcia przez wiatr prędkości dopuszczalnej 65 m/s wirnik główny i wirniki turbogeneratorów obracają się wolno w stanie jałowym.

System sterujący śledzi kąt rozchyłu między kierunkiem wiatru i położeniem głównego wirnika, ustawiając - w przypadku rozbieżności - gondolę pod wiatr.

Według informacji producenta na stronie internetowej www.concordgroup.com.ua