PL200254B1 - Grupa wiatraków złożona z co najmniej dwóch wiatraków - Google Patents

Abstract

Grupa wiatraków z lo zona z co najmniej dwóch wiatraków (1), z których ka zdy posiada wirnik (6) z lopatami (9) o po lo zeniu nastawnym na optymalne wykorzystanie wiatru, za pomoc a którego to wirnika energia wiatru jest prze- kszta lcana w energi e rotacji i posiada genera- tor, na który jest przenoszona energia rotacji wirnikami za pomoc a którego przeniesiona na n energia rotacji przekszta lcana jest w energi e elektryczn a, w której generator ka zdego wiatra- ka (1) grupy wiatraków jest generatorem syn- chronicznym (4) albo asynchronicznym genera- torem z wirnikiem klatkowym, i ze generatory synchroniczne (4) lub asynchroniczne genera- tory z wirnikiem klatkowym wiatraków (1) grupy wiatraków s a ze sob a sprz ezone wedlug zasa- dy wa lu elektrycznego w taki sposób, ze wiatra- ki (1) pracuj a z po slizgiem ze wspóln a dla nich cz estotliwo sci a. PL PL PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest grupa wiatraków złożona z co najmniej dwóch wiatraków, z których każdy posiada wirnik z łopatami o położeniu nastawnym na optymalne wykorzystanie wiatru, za pomocą którego to wirnika energia wiatru jest przekształcana w energię rotacji, i posiada generator, na który jest przenoszona energia rotacji wirnika i za pomocą którego przeniesiona nań energia rotacji przekształcana jest w energię elektryczną.

Każdorazowe położenie łopat tego rodzaju wiatraków jest nastawiane na najlepsze możliwe wykorzystanie wiatru, przez co, przy napędzaniu generatorów asynchronicznych zastosowanych w znanych tego rodzaju wiatrakach, uzyskiwana jest ich zmienna prędkość obrotowa. Te generatory asynchroniczne, poprzez zasilanie przetwornicowe, muszą zostać wyregulowane na synchronizację z siecią; przy tym częstotliwość tych podwójnie zasilanych generatorów asynchronicznych za pomocą odpowiednich przetwornic jest nastawiona synchronicznie z siecią i zależnie od mocy. Jako generatory asynchroniczne stosowane są zwykle, w ukształtowanych zgodnie ze stanem techniki grupach wiatraków, generatory asynchroniczne z wirnikiem pierścieniowym, którym towarzyszą wysokie nakłady na konserwację.

Przykładowo, w dokumencie WO 00/01946 A1 opisano grupę wiatraków, z co najmniej dwoma wiatrakami, które wspólnie są przyłączone do sieci prądu stałego. W tej znanej grupie wiatraków parametry prędkości obrotowej wiatraków są uśredniane, na skutek tego, że wiatraki obracają się z różną częstotliwością. WO 00/01946 A1 opisuje więc wiatraki, w których, uwzględniając prędkości obrotowe poszczególnych wiatraków, wyznaczany jest poziom napięcia w sieci prądu stałego. Przy tym, następuje tworzenie wartości średniej prędkości obrotowych wiatraków przyłączonych do sieci prądu stałego. Dlatego, w znanej grupie wiatraków poszczególne wiatraki mogą obracać się z różnymi prędkościami.

Zadaniem wynalazku jest takie udoskonalenie opisanej na wstępie grupy wiatraków, złożonej z co najmniej dwóch wiatraków, ż e, po pierwsze, nak łady na konserwację dla generatorów wiatraków z grupy wiatraków zostają zmniejszone, a po drugie, mo ż liwa jest praca równoległ a, bez przetwornicy, kilku wiatraków o różnej prędkości obrotowej w jednej grupie wiatraków.

Zadanie to, zgodnie z wynalazkiem zostało rozwiązane przez to, że generator każdego wiatraka grupy wiatraków jest generatorem synchronicznym albo asynchronicznym generatorem z wirnikiem klatkowym, i że generatory synchroniczne lub asynchroniczne generatory z wirnikiem klatkowym wiatraków grupy wiatraków są ze sobą sprzężone według zasady wału elektrycznego w taki sposób, że wiatraki pracują z poślizgiem ze wspólną dla nich częstotliwością.

Korzystnie, że generatory synchroniczne albo asynchroniczne generatory z wirnikiem klatkowym, pośrednio lub bezpośrednio połączone są z systemem przesyłania prądu stałego.

Według innej cechy wynalazku generatory synchroniczne albo asynchroniczne generatory z wirnikiem klatkowym, są połączone z siecią poprzez ich wspólną przetwornicę.

Korzystnie przy tym generatory synchroniczne są bezszczotkowe.

Korzystnie dalej generatory synchroniczne albo asynchroniczne generatory z wirnikiem klatkowym mają oddzielnie nastawne kąty obciążenia.

Według dalszej cechy wynalazku każdy wiatrak ma urządzenie odłączające, które, korzystnie, jest odłącznikiem obciążenia.

Według następnej cechy wynalazku generatory synchroniczne są generatorami synchronizowanymi za pomocą powolnego wzbudzania.

Korzystnie dalej, grupa wiatraków według wynalazku posiada przetwornicę przyporządkowaną systemowi przesyłania prądu stałego, w której asynchroniczne generatory z wirnikiem klatkowym są magnesowane, korzystnie stopniowo, za pomocą mocy biernej powstającej przy prostowaniu.

Generatory synchroniczne lub asynchroniczne generatory z wirnikiem klatkowym występują, zgodnie z wynalazkiem, na miejsce stosowanych dotychczas w porównywalnych instalacjach generatorów asynchronicznych z wirnikami pierścieniowymi wymagających nadzoru, dzięki czemu nakłady na nadzór i konserwację dla grupy wiatraków zostały znacząco zredukowane. Poza tym uniknięto drogiego zasilania przetwornicowego pojedynczych wiatraków z grupy wiatraków. Pojedyncze wiatraki z ukształtowanej według wynalazku grupy, ze względu na swoje sprzężenie według zasady wału elektrycznego, pracują z quasi-poślizgiem z jedną ich wspólną częstotliwością. Przy tym, dalej, zostało zasadniczo zagwarantowane, ze ustawienie wirnika każdego wiatraka dopasowane jest do optymalnego wykorzystania wiatru.

Różnice prędkości obrotowych wiatraków grupy mogą zostać wyrównane przez różne kąty obciążenia każdego z generatorów synchronicznych lub asynchronicznych generatorów z wirnikiem klatkowym, przez to, że kąty obciążenia generatorów synchronicznych lub asynchronicznych generatorów z wirnikiem

PL 200 254 B1 klatkowym mogą być oddzielnie nastawiane, przy czym położenie wirnika lub łopat wiatraków w dalszym ciągu nastawione jest na najlepsze z możliwych wykorzystanie wiatru.

Jeśli generatory synchroniczne wiatraków, ukształtowanej zgodnie z wynalazkiem grupy wiatraków, są synchronizowane za pomocą powolnego wzbudzania, nakłady na oprzyrządowanie dla wiatraków grupy, ze względu na oszczędności na wymaganych w przeciwnym wypadku członach przełączających, są znacząco zredukowane.

Odpowiednie oszczędności w odniesieniu do nakładów na oprzyrządowanie można osiągnąć, w grupie wiatraków z wiatrakami wyposaż onymi w asynchroniczne generatory z wirnikiem klatkowym, jeśli asynchroniczne generatory z wirnikiem klatkowym są magnesowane za pomocą mocy biernej powstającej przy prostowaniu, w przetwornicy przyporządkowanej systemowi przesyłania prądu stałego, przy czym magnesowanie, korzystnie, powinno być stopniowe. Dzięki temu mogą zostać zredukowane prądy płynące w momencie czasowym rozruchu.

Wyżej opisana grupa wiatraków może być połączona z innymi takimi samymi grupami wiatraków i/lub z inaczej ukształtowanymi grupami wiatraków w park wiatrowy.

Wynalazek w przykładzie wykonania został opisany na podstawie rysunku, na którym przedstawiona została grupa wiatraków według wynalazku.

Grupa wiatraków według wynalazku składa się w przedstawionym przykładzie wykonania z pięciu wiatraków. Wiatraki 1 są jednakowo ukształtowane, tak, że w dalszym ciągu opisany zostanie tylko jeden wiatrak 1.

Wiatrak składa się z masztu 2, który we właściwy sposób zamocowany jest na podłożu.

Na górnym końcu masztu 2 spoczywa obudowa 3, w której umieszczony jest generator synchroniczny 4. Generator synchroniczny 4 jest bezszczotkowy.

Generator synchroniczny 4 jest napędzany poprzez wał łopatowy 5 energią rotacji. Wał łopatowy 5 wystaje z obudowy 3 na zewnątrz i na swoim końcu oddalonym od obudowy ma wirnik 6 z łopatami 9, który jest umieszczony centrycznie na odpowiednim końcu wału łopatowego 5, i za pomocą którego energia wiatru przekształcana jest w energię rotacji.

Wirnik 6 ma zmienne położenie tak, że może być ukierunkowany każdorazowo na najlepsze możliwe wykorzystanie wiatru.

Każdy wiatrak 1 wyposażony jest w urządzenie odłączające w postaci odłącznika obciążenia 7, umieszczone w przedstawionym przykładzie wykonania w dolnym obszarze masztu 2.

Bezszczotkowe generatory synchroniczne 4 wiatraków 1 grupy przedstawionej na rysunku są ze sobą sprzężone według zasady wału elektrycznego. Zasilanie następuje pośrednio lub bezpośrednio do systemu przesyłania prądu stałego 8.

Alternatywnie, możliwe jest połączenie bezszczotkowych generatorów synchronicznych 4 z siecią poprzez jedną wspólną dla nich przetwornicę.

Synchronizacja bezszczotkowych generatorów synchronicznych 4 wiatraków 1 grupy następuje przez powolne wzbudzenie.

Różnice prędkości obrotowych wiatraków 1 grupy są wyrównywane przez różne kąty obciążenia każdego z przyporządkowanych bezszczotkowych generatorów synchronicznych 4, przy czym położenia wirników 6 wiatraków 1 są nastawione na najlepsze z możliwych wykorzystanie wiatru.

Grupa wiatraków może składać się z dowolnej liczby wiatraków 1, przy czym, poza tym, jest oczywiście możliwe połączenie kilku grup wiatraków w park wiatrowy. Zgodnie z wynalazkiem jest możliwe eksploatowanie kilku różniących się prędkością obrotową wiatraków 1 grupy lub parku wiatrowego, w bezprzetwornicowym systemie pracy równoległej.

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Grupa wiatraków złożona z co najmniej dwóch wiatraków, z których każdy posiada wirnik z ł opatami, o poł oż eniu nastawnym na optymalne wykorzystanie wiatru, za pomoc ą którego energia wiatru jest przekształcana w energię rotacji, i posiada generator, na który jest przenoszona energia rotacji wirnika, i za pomocą którego przeniesiona nań energia rotacji przekształcana jest w energię elektryczną, znamienna tym, że generator każdego wiatraka (1) grupy wiatraków jest generatorem synchronicznym (4) albo asynchronicznym generatorem z wirnikiem klatkowym i że generatory synchroniczne (4) lub asynchroniczne generatory z wirnikiem klatkowym wiatraków (1) grupy wiatraków

   PL 200 254 B1 są ze sobą sprzężone według zasady wału elektrycznego w taki sposób, że wiatraki (1) pracują z poślizgiem ze wspólną dla nich częstotliwością.
2. 2. Grupa wiatraków, według zastrz. 1, znamienna tym, że generatory synchroniczne (4) albo asynchroniczne generatory z wirnikiem klatkowym, pośrednio lub bezpośrednio połączone są z systemem przesyłania prądu stałego (8).
3. 3. Grupa wiatraków, według zastrz. 1, znamienna tym, że generatory synchroniczne (4) albo asynchroniczne generatory z wirnikiem klatkowym, są połączone z siecią poprzez ich wspólną przetwornicę.
4. 4. Grupa wiatraków, według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienna tym, że generatory synchroniczne (4) są bezszczotkowe.
5. 5. Grupa wiatraków, według zastrz. 1, znamienna tym, że generatory synchroniczne (4) albo asynchroniczne generatory z wirnikiem klatkowym mają oddzielnie nastawne kąty obciążenia.
6. 6. Grupa wiatraków, według zastrz. 1, znamienna tym, że każdy wiatrak (1) ma urządzenie odłączające (7).
7. 7. Grupa wiatraków, według zastrz. 6, znamienna tym, że urządzenie odłączające jest odłącznikiem obciążenia (7).
8. 8. Grupa wiatraków, według zastrz. 1, znamienna tym, że generatory synchroniczne (4) są generatorami synchronizowanymi za pomocą powolnego wzbudzania.
9. 9. Grupa wiatraków według zastrz. 1, znamienna tym, że posiada przetwornicę przyporządkowaną systemowi przesyłania prądu stałego (8), w której asynchroniczne generatory z wirnikiem klatkowym są magnesowane, korzystnie stopniowo, za pomocą mocy biernej powstającej przy prostowaniu.