Όνομα: Σεβδαλής Κυριάκος Μελέτη, ανάλυση της λειτουργίας και σχεδιασμός του ηλεκτρικού ισοδύναμου κυκλώματος τριών Ανεμογεννητριών διαφορετικής ισχύος Όνομα: Σεβδαλής Κυριάκος Επιβλέπων Καθηγητής: Δρ. Δημήτριος Καλπακτσόγλου

Περίγραμμα παρουσίασης Ποιες είναι οι Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας(Α.Π.Ε) Εισαγωγή στην Αιολική ενέργεια Τι είναι Ανεμογεννήτριες και σε ποιες κατηγορίες χωρίζονται Ηλεκτρικές μηχανές-σύγχρονες γεννήτριες Ασύγχρονες γεννήτριες Σχέδια-προσομιώσεις

Ποιες είναι οι Α.Π.Ε Οι Α.Π.Ε (Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας) διακρίνονται σε Αιολική Ηλιακή Υδροηλεκτρική Γεωθερμική Ενέργεια των Ωκεανών Ενέργεια από βιομάζα

Αιολική Ενέργεια Τι είναι Αιολική Ενέργεια; Είναι η κινητική ενέργεια του ανέμου την οποία αξιοποιούμε και την μετατρέπουμε σε ηλεκτρική ενέργεια. Η ανεμομηχανή είναι ο βασικός εξοπλισμός για την μετατροπή της κινητικής ενέργειας του ανέμου σε κάποια άλλη μορφή ενέργειας. Τις τελευταίες δεκαετίες επειδή η μετατροπή της αιολικής ενέργειας γίνεται κυρίως σε ηλεκτρική επικράτησε ο όρος ανεμογεννήτρια. Οι ανεμογεννήτριες αποτελούνται από τα πτερύγια τα οποία είναι συνδεδεμένα σε έναν άξονα. Στον άξονα αυτό είναι συνδεδεμένος και το ρότορας της Σύγχρονης Γεννήτριας. Ένα ηλεκτρικό κύκλωμα είναι συνδεδεμένο ανάμεσα στην έξοδο της μηχανής και στο εθνικό δίκτυο, το οποίο είναι υπεύθυνο για την μεταφορά ενέργειας από την Ανεμογεννήτρια στο δίκτυο

Ανεμογεννήτριες Τι είναι ανεμογεννήτριες; Ανεμογεννήτριες (Α/Γ) καλούνται τα συστήματα που μετατρέπουν την κινητική ενέργεια του ανέμου σε ηλεκτρική. Η διαδικασία έχει ως εξής: αρχικά, τμήμα της κινητικής ενέργειας του ανέμου δεσμεύεται από τον ρότορα της ανεμοτουρμπίνας και μετατρέπεται σε μηχανική ενέργεια στον άξονα του ρότορα, στη συνέχεια η μηχανική ενέργεια του άξονα μετατρέπεται σε ηλεκτρική από την ηλεκτρογεννήτρια Αποτύπωση ανεμογεννήτριας

Κατηγορίες Ανεμογεννητριών Οριζόντιος Άξονας Κάθετος Άξονας

Σύγχρονες Γεννήτριες Για τη λειτουργία των σύγχρονων γεννητριών απαραίτητη προϋπόθεση είναι η τροφοδοσία του τυλίγματος του δρομέα με συνεχές ρεύμα.Ο δρομέας (που είναι πρακτικά ένας μεγάλος στρεφόμενος ηλεκτρομαγνήτης) λόγω κάποιας κινητήριας μηχανής, περιστρέφεται μαζί του και το παραγόμενο μαγνητικό πεδίο, επάγοντας τριφασική τάση στο τύλιγμα του στάτη.Ο δρομέας μπορεί να είναι είτε κυλινδρικός, είτε εκτύπων πόλων και είναι κατασκευασμένος από δυναμοελάσματα.

Ασύγχρονες γεννήτριες Αυτού του είδους τη γεννήτρια αρχικά είχε σχεδιαστεί ως ηλεκτρικός κινητήρας. Για την ακρίβεια το ένα τρίτο της παγκόσμιας ηλεκτρικής κατανάλωσης χρησιμοποιείται για τη λειτουργία ασύγχρονων κινητήρων μέσα σε εργοστάσια, αντλίες, ανελκυστήρες, και άλλες εφαρμογές όπου είναι απαραίτητη η μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας σε μηχανική. Ένας λόγος επιλογής του κινητήρα αυτού είναι η αξιοπιστία του και ότι είναι σχετικά φθηνός. Η γεννήτρια έχει ακόμα κάποια χαρακτηριστικά που είναι χρήσιμα για τις ανεμογεννήτριες. Έχει αυξημένη δυνατότητα ολίσθησης, και μια ικανότητα υπερφόρτωσης. Αυτός ο τύπος γεννήτριας παρόλο που δεν χρησιμοποιείται ευρέως, είναι πολύ διαδεδομένος εκτός από την βιομηχανία των ανεμογεννητριών, και στα μικρά υδροηλεκτρικά.

Ασύγχρονες γεννήτριες (συνέχεια) Πλεονεκτήματα Μειονεκτήματα Η γεννήτρια θα αυξάνει ή θα μειώνει ελαφρώς τις στροφές όταν η περιστροφική δύναμη μεταβάλλεται. Αυτό έχει ως συνέπεια μικρότερη καταπόνηση στο κιβώτιο ταχυτήτων. Η ελαχιστοποίηση του φορτίου στις ανεμογεννήτριες κατά τη διάρκεια των ριπών του ανέμου . Μέσω αυτού του συστήματος η γεννήτρια έχει τη δυνατότητα να μεταβάλλει την ολίσθησή της (σε ένα μικρό εύρος τιμών) και να οδηγηθεί στη βέλτιστη ολίσθηση,εξασφαλίζοντας μικρότερες ταλαντώσεις στη ροπή εισόδου και στην ισχύ εξόδου. Τα κύρια μειονεκτήματα της γεννήτριας με δακτυλιοφόρο δρομέα είναι ότι είναι πιο ακριβή και όχι τόσο στιβαρή όσο η γεννήτρια βραχυκυκλωμένου κλωβού, το εύρος στο οποίο μεταβάλλεται η ταχύτητα περιορίζεται στο 0 – 10% καθώς εξαρτάται από το μέγεθος της μεταβλητής αντίστασης του στάτη, ο έλεγχος της πραγματικής και άεργου ισχύος που επιτυγχάνεται δεν είναι αρκετά ικανοποιητικός, ένα ποσοστό ισχύος καταναλώνεται στη μεταβλητή αντίσταση του δρομέα .

Σχέδια-Προσομοιώσεις Ανεμογεννήτριας Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό πακέτο Multisim και σχεδιάστηκε το ισοδύναμο ηλεκτρικό κύκλωμα των ηλεκτρικών γεννητριών. Στην προσομοίωση αυτή χρησιμοποιήθηκαν τρία μοντέλα, μια μικρή, μεσαίας και μεγάλης ισχύος ανεμογεννήτρια. Τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων δίνονται παρακάτω.

Το κύκλωμα αυτό είναι ένας μετατροπέας εναλλασσόμενου σε συνεχή τάση η οποία μετατροπή αυτή γίνετε με ένα πλήρη ανορθωτή. Για την κατασκευή του ανορθωτή χρησιμοποιήθηκαν 4 δίοδοι τύπου MUR860G.

Το δεύτερο σύστημα υλοποιείται για μια μεγαλύτερη ανεμογεννήτρια και η σύγκριση των 2 αυτών συστημάτων δίνετε παρακάτω.

Το σχήμα αντίστοιχη σε μια μικρή ανεμογεννήτρια Το σχήμα αντίστοιχη σε μια μικρή ανεμογεννήτρια. Στο αριστερό μέρος βλέπουμε το ισοδύναμο ηλεκτρικό κύκλωμα της ηλεκτρικής γεννήτριας. Η εναλλασσόμενη τάση στην έξοδο της ανεμογεννήτριας ανορθώνεται από ένα πλήρη ανορθωτή και διοχετεύεται στο εθνικό δίκτυο. Το ίδιο σύστημα για μεγαλύτερη ανεμογεννήτρια φαίνεται παρακάτω…

Η σύγκριση των 2 συστημάτων γίνετε με βάση το ρεύμα εισόδου και ισχύ εξόδου

Μια ακόμη μεγαλύτερη ανεμογεννήτρια έχει προσημειωθεί με το πρόγραμμα Multisim και τα αποτελέσματα φαίνονται παρακάτω…

Εδώ γίνετε προσομοίωση για μια τριφασική ανεμογεννήτρια Εδώ γίνετε προσομοίωση για μια τριφασική ανεμογεννήτρια. Στο αριστερό μέρος βλέπουμε το ισοδύναμο ηλεκτρικό κύκλωμα και δεξιά φαίνεται 1 τριφασική γέφυρα ανόρθωσης, τα αποτελέσματα αυτού του συστήματος φαίνονται παρακάτω..

Σας ευχαριστώ για την προσοχή σας!