強大的工業風力渦輪機是如何工作的

大氣對其不同層的不均勻加熱的自然反應是風。由此產生的大氣壓力下降導致風從高壓區吹向低壓區，壓力差越大，風越強——風速也越高。理論上，由於大氣中空氣的自然運動，估計高達 2% 的太陽輻射被轉化為機械風能。

眾所周知，特定區域的地形可以增強風力或限制氣流。所以，在山脈、隘口、河流峽谷附近，安裝風力發電機的條件非常理想。如果我們記得可以從風中獲得的功率與通過渦輪機的空氣質量及其速度的立方成正比，那麼就很容易理解朝這個方向迅速開放的前景。

風能無疑是最有前途的可再生自然能源之一。並非沒有，在許多國家，年復一年，越來越多的風電場正在建設，尤其是在海洋、海洋和平原的沿海地區的風電場。

風的陣風性質不利於電網的穩定供應，因此為進一步利用而積累能量成為一項重要任務。但這項任務正在解決——正在建設工業和私人電池存儲系統，正在採取措施確保不間斷供電。

現在我們可以自信地說，將容量為 6-8 兆瓦的強大工業風力發電機（如 Enercon E-126）集成到一個小城市的供電系統中，將能夠滿足其居民的需求以及電氣化基礎設施的需求。

不過，讓我們進入正題，看看工業風力發電機的裝置。畢竟，每颱風力發電機都是精心設計的產物，是經過精確計算和長期設計的結果，以獲得高效可靠的風能轉化為電能的轉換器，這就是為什麼一個巨大結構的每個細節都絕非偶然.例如，我們將參考 Enercon E-126 風力發電機的設計並查看其主要部件。

塔

數十米高的塔（7）是工業風力發電機的支撐。它完全由鋼筋混凝土製成，通過在模板中連續澆築或由短的鋼筋混凝土環組裝而成，這些鋼筋混凝土環依次安裝在彼此的頂部並通過拉動框架電纜通過它們連接。鋼筋混凝土的強度足以將重型渦輪機和機艙懸在空中，並承受風力渦輪機運行產生的負載，從而防止結構傾覆。

塔的底部位於鋼筋混凝土底座 (8) 上，其重量與塔本身的重量成正比。例如，Enercon E-126風力發電機總重約6000噸。支撐件的形狀不是圓柱形的，其形狀更接近於截錐而不是圓柱體。塔在底部展開，將整個結構牢固地固定在正確的位置。

葉片和轉子

工業風力渦輪機的葉片 (6) 和轉子 (5) 由基於鋼的特殊複合纖維製成。葉片由單獨的部分組裝而成，或製成整體，具體取決於其範圍。通常，螺栓和輪轂用於將葉片連接到轉子。葉片本身連接到輪轂，輪轂直接連接到發電機轉子。

渦輪繞塔旋轉

為了使渦輪繞塔旋轉，a 異步引擎 (3) 通過齒輪連接到機艙底部的環上。根據風力發電機的大小及其功率，可以有一到三個這樣的發動機。

發電機

如果早期設計類似於標準同步發電機的裝置被用作風力渦輪機的發電機，那麼在 2000 年代初出現了環形發電機 (1) 這樣的創新。這裡連接到輪轂的渦輪轉子也是發電機轉子。

獨立勵磁繞組位於環形轉子上，形成磁極，分別位於定子繞組的定子上。定子繞組分為多個部分（對於 Enercon E -126，分為四個部分），每個部分都連接到一個單獨的整流器。發電機控制器位於機艙的發動機室 (2) 中。

逆變器

經整流後的400伏直流電壓提供給安裝在塔底的逆變器(4)，將能量轉換為交流電，經變壓後供給電力線路。

我們以 Enercon E-126 型號為例研究了現代工業風力渦輪機的關鍵部件，該型號於 2007 年首次安裝在德國埃姆登市附近。該發電機的容量目前為 7.58 兆瓦，足以為 4,500 座別墅供電一年四季都有電。

迄今為止，Enercon 已在全球建造了 13,000 多台此類風力渦輪機，2010 年的總裝機容量已超過 2,846 兆瓦。