વિન્ડ પાવર પ્લાન્ટ્સ

પવન ઉર્જા પ્લાન્ટ (HPP) એ એકબીજા સાથે જોડાયેલી સુવિધાઓ અને સંરચનાઓનું એક સંકુલ છે જે પવન ઉર્જાને અન્ય પ્રકારની ઊર્જા (ઇલેક્ટ્રિકલ, મિકેનિકલ, થર્મલ, વગેરે)માં રૂપાંતરિત કરવા માટે રચાયેલ છે.

વિન્ડ ટર્બાઇન એ વિન્ડ ટર્બાઇનના મુખ્ય ભાગ તરીકે, તેમાં વિન્ડ ટર્બાઇનનો સમાવેશ થાય છે, પવન ઊર્જાને લોડ (વપરાશકર્તા) સુધી પ્રસારિત કરવાની સિસ્ટમ અને પવન ઊર્જાનો ઉપયોગકર્તા પોતે (દરેક ઉપકરણ: ઇલેક્ટ્રિક મશીન જનરેટર, વોટર પંપ, હીટર, વગેરે).

વિન્ડ ટર્બાઇન એ પવનની ગતિ ઊર્જાને વિન્ડ ટર્બાઇનની કાર્યકારી ગતિની યાંત્રિક ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરવા માટેનું ઉપકરણ છે. વિન્ડ ટર્બાઇન જે કામ કરે છે તે અલગ અલગ હોઈ શકે છે. હાલના વિન્ડ ટર્બાઇન પર, ગોળ રોટરી ગતિનો ઉપયોગ કાર્યકારી ગતિ તરીકે થાય છે. તે જ સમયે, અન્ય પ્રકારની મજૂર ચળવળના ઉપયોગ માટે અસંખ્ય દરખાસ્તો જાણીતા છે (ક્યારેક અમલમાં પણ છે), ઉદાહરણ તરીકે, ઓસીલેટીંગ.

વિન્ડ ટર્બાઇન બ્લેડ સિસ્ટમ (વિન્ડ વ્હીલ) ની ડિઝાઇન અલગ હોઈ શકે છે.આધુનિક વિન્ડ ટર્બાઇન્સમાં, બ્લેડ સિસ્ટમ ક્રોસ સેક્શનમાં વિંગ પ્રોફાઇલ સાથે નક્કર બ્લેડના સ્વરૂપમાં બનાવવામાં આવે છે (ક્યારેક આ કિસ્સામાં "બ્લેડ" અથવા પ્રોપેલર વિન્ડ ટર્બાઇન્સનો ઉપયોગ થાય છે).

જાણીતી બ્લેડ સિસ્ટમ્સ સફળતાપૂર્વક ઓપરેટિંગ કરે છે જેમાં બ્લેડને બદલે ફરતી સિલિન્ડરોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે (મેગ્નસ ઇફેક્ટનો ઉપયોગ કરીને). લવચીક સપાટી (સેલ) સાથે વિવિધ પ્રકારના બ્લેડ પર આધારિત બ્લેડ સિસ્ટમ બનાવવાની દરખાસ્તો છે.

તેથી, બ્લેડ - આ પ્રોપેલરનો એક ઘટક છે જે ટોર્ક ઉત્પન્ન કરે છે. ઓપરેટિંગ ગોળ રોટરી ગતિ સાથે વિન્ડ ટર્બાઇનની બ્લેડ સિસ્ટમમાં પરિભ્રમણની આડી અથવા ઊભી ધરી હોઈ શકે છે.

ચોક્કસ વિન્ડ ટર્બાઇનની ગણતરી અને ડિઝાઇન કરતી વખતે, તેના ઓપરેશનની પવનની સ્થિતિ ઉપરાંત, વિન્ડ ટર્બાઇન, સાગના લાકડા અને સમગ્ર વિન્ડ ટર્બાઇનની બંને લાક્ષણિકતાઓ ધ્યાનમાં લેવી જરૂરી છે. આ સંદર્ભે, વિન્ડ ટર્બાઇનને નીચેના માપદંડો અનુસાર વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે:

• ઉત્પાદિત ઊર્જાનો પ્રકાર,

• શક્તિ સ્તર,

• નિમણૂક

• અરજીના ક્ષેત્રો,

• વિન્ડ ટર્બાઇનની સતત અથવા ચલ ગતિની કામગીરી માટેનું ચિહ્ન,

• વ્યવસ્થાપન પદ્ધતિઓ,

• ટ્રાન્સમિશન સિસ્ટમનો પ્રકાર.

ઉત્પાદિત ઊર્જાના પ્રકાર પર આધાર રાખીને, તમામ પવન ઊર્જા પ્લાન્ટને પવન ઊર્જા અને પવન ઊર્જામાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે. ઇલેક્ટ્રિક વિન્ડ ટર્બાઇન, બદલામાં, એમ્બેડેડ ઇન્સ્ટોલેશનમાં વિભાજિત થાય છે જે સીધી અથવા વૈકલ્પિક વર્તમાન વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે. યાંત્રિક વિન્ડ ટર્બાઇનનો ઉપયોગ ચાલતા મશીનો ચલાવવા માટે થાય છે.

હેતુના આધારે, ડીસી ઇલેક્ટ્રિક વિન્ડ ટર્બાઇનને વિન્ડ-ગેરંટીડ, યુઝર-ગેરંટીડ પાવર સપ્લાય, નોન-ગેરંટીડ પાવર સપ્લાયમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે.વૈકલ્પિક પ્રવાહ સાથે ઇલેક્ટ્રિક વિન્ડ ટર્બાઇનને સ્વાયત્ત, હાઇબ્રિડમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે, જે તુલનાત્મક શક્તિની ઇલેક્ટ્રિક પાવર સિસ્ટમ (ઉદાહરણ તરીકે, ડીઝલ પ્લાન્ટ સાથે), ગ્રીડ સાથે સમાંતર કાર્ય કરે છે, જે શક્તિશાળી ઇલેક્ટ્રિક પાવર સિસ્ટમ સાથે સમાંતર કાર્ય કરે છે.

એપ્લિકેશનના ક્ષેત્રો દ્વારા વિન્ડ ટર્બાઇન્સનું વર્ગીકરણ તેમના હેતુ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

વિન્ડ ટર્બાઇનની ગણતરી અને ડિઝાઇન કરતી વખતે અને તેના નજીવા પરિમાણો પસંદ કરતી વખતે, લોડનો પ્રકાર (ઇલેક્ટ્રિક જનરેટર, વોટર પંપ, વગેરે), વપરાશકર્તાને પવન ઊર્જા ટ્રાન્સમિશન સિસ્ટમનો પ્રકાર, વીજળીનો પ્રકાર ધ્યાનમાં લેવો જરૂરી છે. જનરેશન અને સ્ટોરેજ સિસ્ટમ.

વિન્ડ એનર્જી ટ્રાન્સમિશન સિસ્ટમ એ વિન્ડ વ્હીલના શાફ્ટથી સંબંધિત વિન્ડ ટર્બાઇન મશીન (વપરાશકર્તા)ના શાફ્ટ સુધી મશીનની રોટેશનલ સ્પીડ વધાર્યા વિના અથવા વધાર્યા વગર પાવર ટ્રાન્સમિટ કરવા માટે વિવિધ ઉપકરણોનો નિર્ધારિત સમૂહ છે. આધુનિક પવન ઊર્જામાં, ઉર્જા પ્રસારણની યાંત્રિક પદ્ધતિનો મોટાભાગે ઉપયોગ થાય છે.

પાવર જનરેશન સિસ્ટમ એ ઇલેક્ટ્રિક મશીનોનું જનરેટર અને ઉપકરણોનો સમૂહ છે (નિયંત્રણ ઉપકરણો, પાવર ઇલેક્ટ્રોનિક્સ, બેટરી, વગેરે) પ્રમાણભૂત વીજળી પરિમાણો સાથે વપરાશકર્તા સાથે જોડાવા માટે.

થોડા વોટથી હજારો કિલોવોટ સુધીની શક્તિ ધરાવતી વિન્ડ ટર્બાઈન્સનું ઉત્પાદન અને સંચાલન થાય છે. ચાર જૂથો છે: ખૂબ ઓછી શક્તિ — 5 kW કરતાં ઓછી, ઓછી શક્તિ — 5 થી 99 kW, મધ્યમ શક્તિ — 100 થી 1000 kW સુધી, ઉચ્ચ શક્તિ — 1 MW થી વધુ. દરેક જૂથની વિન્ડ ટર્બાઇન મુખ્યત્વે ડિઝાઇન, ફાઉન્ડેશન પ્રકાર, વિન્ડ ટર્બાઇન ઇન્સ્ટોલેશન પદ્ધતિ, કંટ્રોલ સિસ્ટમ, વિન્ડ એનર્જી ટ્રાન્સમિશન સિસ્ટમ, ઇન્સ્ટોલેશન પદ્ધતિ અને જાળવણી પદ્ધતિમાં એકબીજાથી અલગ પડે છે.

હોરીઝોન્ટલ એક્સિસ વિન્ડ ટર્બાઈન્સનું મુખ્ય વિતરણ પ્રાપ્ત થયું છે.

અંજીરમાં. 1 વિન્ડ ફાર્મનું બાંધકામ અને વિન્ડ ફાર્મનું સામાન્ય દૃશ્ય દર્શાવે છે.

ચોખા. 1. વિન્ડ પાવર પ્લાન્ટની ડિઝાઇન: 1 — વિન્ડ ટર્બાઇન (વિન્ડ વ્હીલ), 2 — વિન્ડ ટર્બાઇન, 3 — જનરેટર, 4 — ગિયરબોક્સ, 5 — ટર્નટેબલ, 6 — માપવાનું ઉપકરણ, 7 — વિન્ડ ટર્બાઇન માસ્ટમાં વિન્ડ ટર્બાઇન હોય છે. અને વિન્ડ ટર્બાઇન શાફ્ટ સાથે સીધા અથવા ગિયરબોક્સ દ્વારા જોડાયેલ ઇલેક્ટ્રિક જનરેટર.

વિન્ડ ટર્બાઇનમાં વિન્ડ ટર્બાઇન અને ઇલેક્ટ્રિક જનરેટર હોય છે જે વિન્ડ ટર્બાઇનના શાફ્ટ સાથે સીધા અથવા ગિયરબોક્સ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે.

વિન્ડ ફાર્મ (ડબ્લ્યુપીપી) માં ઘણી બધી વિન્ડ ટર્બાઇનનો સમાવેશ થાય છે જે સમાંતર રીતે કાર્ય કરે છે અને પાવર સિસ્ટમને જનરેટ કરેલી વીજળી પૂરી પાડે છે.

જ્યારે પવનની દિશા અથવા તાકાત બદલાય છે ત્યારે માપન ઉપકરણ પવનનું માથું ફેરવવાનો સંકેત આપે છે અને પવનની તાકાતના આધારે બ્લેડના પરિભ્રમણના કોણને પણ સમાયોજિત કરે છે.

500, 1000, 1500, 2000, 4000 kW માટે વિન્ડ ટર્બાઇન છે. 500 kW માટે વિન્ડ ટર્બાઇન ધરાવે છે: 40-110 મીટરની ઉંચાઈ સાથેનું માસ્ટ, 15-30 ટનના સમૂહ સાથેનું વિન્ડ હેડ, રોટેશન ફ્રીક્વન્સી n = 20-200 rpm, જનરેટર રોટરની ઝડપ 750- છે. 1500 આરપીએમ (ગિયર સાથે ડ્રાઇવ) અથવા 20-200 આરપીએમ (ડાયરેક્ટ ડ્રાઇવ).

વિન્ડ ટર્બાઇનમાં જનરેટર તરીકે, અસુમેળ ખિસકોલી જનરેટરનો વારંવાર ઉપયોગ થાય છે, જે વધુ વિશ્વસનીયતા, ડિઝાઇનની સરળતા અને ઓછા વજનમાં સિંક્રનસ કરતા અલગ પડે છે, જે પવન ઉર્જા પ્લાન્ટની વિશ્વસનીયતા વધારવા માટે જરૂરી છે.

વિન્ડ ટર્બાઇન સ્વાયત્ત રીતે અથવા પાવર સિસ્ટમ સાથે સમાંતર કામ કરી શકે છે.સ્વાયત્ત કામગીરી દરમિયાન, એચપી વિન્ડ ટર્બાઇનની પરિભ્રમણ ગતિ ± 50% ની અંદર નિયંત્રિત અથવા જાળવવામાં આવતી નથી, તેથી જનરેટર ટર્મિનલ્સની આવર્તન અને વોલ્ટેજ સ્થિર નથી, એટલે કે, ઉત્પન્ન થયેલ ઇલેક્ટ્રિક પાવર નબળી ગુણવત્તાની છે, અને વપરાશકર્તાઓ આવા વિન્ડ ટર્બાઇન્સમાં ઘણીવાર ઉચ્ચ ગુણવત્તાની આવશ્યકતાઓ હોતી નથી (મુખ્યત્વે હીટિંગ ડિવાઇસ). ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળી ઊર્જા મેળવવા માટે, રેક્ટિફાયર, ઇન્વર્ટર અને બેટરી ધરાવતા સ્ટેબિલાઇઝર્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

પાવરફુલ વિન્ડ ટર્બાઇન પાવર સિસ્ટમ (ફિગ. 2) સાથે સમાંતર કામ કરે છે. આ સમાંતર જોડાણ ખાતરી કરે છે કે વિન્ડ ટર્બાઇનની આવર્તન, વોલ્ટેજ અને ઝડપ સ્થિર છે. જનરેટર ગ્રીડને જે પાવર આપે છે તે એન્જિનના ટોર્ક પર આધાર રાખે છે અને તે પવનના બળ દ્વારા નક્કી થાય છે.

વિન્ડ ટર્બાઇનના પરિભ્રમણની ચલ આવર્તન પર મધ્યવર્તી આવર્તન કન્વર્ટર દ્વારા જોડાણ સાથે ગ્રીડ સાથે વિન્ડ ટર્બાઇનનો સંભવિત સહકાર.

જ્યારે અસુમેળ જનરેટરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, ત્યારે વિન્ડ ટર્બાઇન ચલ ગતિએ પણ કામ કરી શકે છે, અને જનરેટર નેટવર્કને ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળી વીજળી સપ્લાય કરે છે. ઉત્તેજના માટે, અસુમેળ જનરેટર નેટવર્કમાંથી અથવા વિશિષ્ટ કેપેસિટર બેંકમાંથી પ્રતિક્રિયાશીલ પાવર વાપરે છે, અને સિંક્રનસ જનરેટર પોતે તેને બનાવે છે.

ચોખા. 2... શક્તિશાળી પાવર સપ્લાય સિસ્ટમ સાથે વિન્ડ પાવર પ્લાન્ટની સમાંતર કામગીરી: VD — વિન્ડ મશીન, R — ગિયરબોક્સ, G — જનરેટર, V — રેક્ટિફાયર, I — ઇન્વર્ટર, U — કંટ્રોલ યુનિટ, ES — પાવર સિસ્ટમ

સિસ્ટમ વિન્ડ પાવર પ્લાન્ટ્સની લાક્ષણિકતાઓ (WPP):

1. તેઓ ઉચ્ચ પવનની સંભાવના ધરાવતા સ્થળોએ સ્થિત છે.

2.તેમની પાસે પાવર યુનિટની ક્ષમતા છે: ખંડીય આધાર માટે 1500-2000 kW અને વધુ અને સમુદ્ર અને કિનારાના આધાર માટે 4000-5000 kW.

3. નીચા જનરેટર વોલ્ટેજ (0.50-0.69 kV) સાથે ખિસકોલી રોટર અને સિંક્રનસ (ઘણી વખત કાયમી ચુંબક ઉત્તેજના સાથે) અસુમેળ જનરેટરનો ઉપયોગ થાય છે.

4. સ્ટેશનની ઓછી કાર્યક્ષમતા — 30-40%.

5. ગરમીના ભારનો અભાવ.

6. ઉચ્ચ મનુવરેબિલિટી, પરંતુ હવામાન પરિસ્થિતિઓ પર સંપૂર્ણ નિર્ભરતા.

7. 3.0-3.5 થી 20-25 m/s સુધીની ઓપરેટિંગ પવનની ઝડપની શ્રેણી. જ્યારે પવનની ગતિ 3.0-3.5 m/s કરતાં ઓછી અને 20-25 m/s કરતાં વધુ હોય, ત્યારે પવનની ટર્બાઇન ગ્રીડથી ડિસ્કનેક્ટ થઈ જાય છે અને બિન-કાર્યકારી સ્થિતિમાં સ્થાપિત થાય છે, અને જ્યારે પવનની ગતિ પુનઃસ્થાપિત થાય છે, ત્યારે પવનની ટર્બાઇન ગ્રીડ સાથે જોડાયેલ છે અને એન્જિન મોડમાં કાર્યરત જનરેટરનો ઉપયોગ કરીને પ્રવેગિત છે.

8. જનરેટર વોલ્ટેજ પર વિદ્યુત શક્તિની પસંદગીનો અભાવ (પોતાની જરૂરિયાતો સિવાય).

9. 10, 35, 110, kV ના વોલ્ટેજ પર ગ્રાહકોને વીજળીનું ટ્રાન્સમિશન.

વિશ્વના ઘણા દેશોમાં આધુનિક પવન ઉર્જા એ ઉર્જા પ્રણાલીઓનો એક ભાગ છે, અને કેટલાક દેશોમાં તે નવીનીકરણીય ઉર્જા સ્ત્રોતો પર આધારિત વૈકલ્પિક ઉર્જાના મુખ્ય ઘટકોમાંનું એક છે. તેના વિશે અહીં વધુ વાંચો: વિશ્વમાં પવન ઊર્જાનો વિકાસ