شرح کلی سیستم:
توربین بادی ۲۵۰۰ kW مبتنی بر DFIG (Doubly Fed Induction Generator) مپنا، یک توربین بادی ۲.۵ مگاواتی بوده که برای عملکرد تحت بادهای ملایم (Class II IEC) طراحی شده است. این توربین دارای سطح جاروب روتور که ۹,۱۵۶ متر مربع است؛ این توربین به ویژه در رژیم‌های بادی متعادل و نیز پایین، بازده عملکرد بالایی دارد.
اجزای توربین های بادی ساخت گروه صنعتی مپنا
شامل قاب چدنی جوش‌کاری شده ژنراتور، قسمت‌های فولادی به منظور درگیرشدن با بالابر، و بدنه‌ی فایبرگلاسی ناسل است. با توجه به طراحی خاصی آن، دارای فضاهای کافی بوده و امکان سرویس تجهیزات در آن به سهولت امکان‌پذیر است.
برج:
برج دارای ساختار لوله‌ای از جنس فولاد و از بخش‌های کوچکتر ساخته شده است. نیازمندی‌های مطرح شده در استاندارد EN 50308 (نظیر دسترسی به نردبان، ابعاد هر قسمت تاور و تجهیزات ایمنی) در طراحی داخلی برج لحاظ شده است. ترانسفورماتور قدرت نیز در داخل توربین قرار گرفته است.
روتور:
این روتور از سه پره با جنس فایبرگلاس، یک هاب، حلقه‌های گردنده و محرکه‌های تنظیم‌کننده پره‌های روتور تشکیل شده است. سیستم کنترل زاویه گام نیز برای کنترل و بهینه‌سازی توان خروجی استفاده میشود. قابلیت عملکرد سرعت متغیره روتور، عملکرد آیرودینامیکی توربین را بهبود بخشیده و بارگذاری ناشی از باد بر روی سیستم را کاهش می‌دهد. در صورت نیاز، هر پره‌ی روتور می‌تواند جهت سهولت در عملیات سرویس سیستم، در هر موقعیتی که دارد بوسیله یک سیستم قفل‌کن ثابت نگه داشته شود.
از نوع سه مرحله‌ای سیاره‌ای بوده و مجهز به مدار خنک‌کننده است؛ چرخ‌دنده‌های آن بصورت پیوسته روغن‌کاری می‌شوند.
ژنراتور:
از نوع ژنراتور القایی تغذیه دوگانه است. فارلندر سال‌هاست که که از این تکنولوژی در توربین سرعت متغیره خود استفاده می‌کند. مزیت اصلی آن این است که تنها ۲۵-۳۰% توان تولیدی از مبدل فرکانسی عبور می‌کند. استفاده از این ژنراتور، سرمایه‌گذاری اولیه سیستم را کاهش می‌دهد.
سیستم یاو:
جهت باد دائما به‌وسیله بادنمای روی ناسل سنجیده میشود. در صورت عبور از محدوده مجاز تغییر جهت باد، سیستم یاو، توربین را از طریق چهار موتور خود و چرخ‌دنده‌های مربوطه روبه باد قرار می‌دهد.
این توربین ها بر خلاف توربین های سرعت ثابت می تواند بر اساس تکنولوژی DFIG و با استفاده از مبدلهای الکترونیک قدرت Back to Back، در بازه وسیع تری از سرعت باد قابلیت تولید توان داشته باشد.
سیستم یاو Yaw
در توربین های بادی، سیستم Yaw (یاو) جهت حفظ موقعیت صحیح رتور نسبت به جهت ورزش باد به کار می رود. هنگام کارکرد عادی توربین به منظور دریافت بیشترین توان مکانیکی از باد و هم در زمان توقف توربین به منظور کاهش اثر نیروی مکانیکی وارده از طرف باد، لازم است همواره بخش ناسل توربین در موقعیت روبرو نسبت به باد غالب در هر لحظه قرار داشته باشد. سیستم یاو از موتور الکتریکی یا هیدرولیکی بر روی ناسل قرار گرفته است. در سیستم یاو از یک ترمز به منظور نگه داشتن توربین در موقعیت مناسب و حفظ عملکرد طبیعی استفاده می شود.
سیستم Yaw شامل موارد زیر می باشد:
- Motor & Drive
- Hydraulic Brake
- Position Encoder
- Weather Sensors
سیستم مانیتورینگ TB
تابلو TB که در پایین برج نصب می شود قابلیت مانیتورینگ و کنترل توربین بادی و همچنین وظیفه ارتباط فیبر نوری با واحدهای دیگر و سیستم پارک را دارد.
سیستم پایش وضعیت توربین ژنراتور بادی
سیستم پایش وضعیت وظیفه پایش وضعیت اداوت اصلی شامل گیربکس، ژنراتور، بیرینگ اصلی می باشد تا با بررسی سیگنال ها از وقوع خطا جلوگیری شود.
سیستم کانورتر DFIG
تابلو کانورتر مورد استفاده در توربین بادی متشکل از دو اینورتر با اتصال Back to Back با بکارگیری لینک خازنی جهت کنترل ولتاژ و فرکانس خروجی ژنراتور در بادهای مختلف می باشد.
سیستم اسکادا و مانیتورینگ مزارع بادی
سیستم کنترل پارک بادی میتا تکنیک شامل مجموعه سخت اقزار و نرم افزار می باشد که کنترل توان اکتیو، کنترل توان راکتیو، کنترل ولتاژ، پاسخ فرکانس و دیگر فانکشن های مرتبط را فراهم میسازد. این سیستم قادر است پارک بادی بالغ بر ٢۵٠٠ توربین بادی را کنترل نماید.
سلسله مراتب سیستم کنترل کنترل پارک بادی در تصویر زیر نشان داده شده است. این سیستم به سه سطح تقسیم میشود. توربین بادی، کلاستر و سیستم پارک. سطح اپراتور شبکه نیز تنها جهت نمایش ارتباط کنترلر پارک با آن ارایه شده است.
سیستم کنترل Pitch
وظیفه اصلی سیستم Pitch در یک ژنراتور بادی ، کنترل و در صورت لزوم تغییر وضعیت پره های یک توربین بادی جهت کارکرد صحیح و ایمن سیستم در شرایط مختلف است. سیستم Pitch شامل سه تابلو Pitch Box (به ازای ۳ پره) و یک تابلو Distribution Box می باشد که در قسمت هاب رتور نصب می گردند.
با توجه به متحرک بودن بخش رتور جهت انجام اتصالات مورد نیاز بین مجموعه ناسل و هاب از تجهیز دیگری با نام Slip Ring استفاده می گردد.
تابلو توزیع و حفاظت برق
سوئیچگیر استفاده شده در نیروگاه بادی مطابق با مشخصات فنی دریافت شده از شرکت باشد. اطلاعات مذکور در طراحی این سوئیچگیرها بایستی ملاک عمل قرار گیرند.
