Příklon k novým zeleným zdrojům energie

-- 17.10.12

Generátory získaly novou důležitost v dnešní éře poklesů, omezení a výpadků dodávek elektrické energie. Objevují se nové větrné a solární obnovitelné zdroje energie jako hlavní zdroje lokální a síťové elektrické energie. Tomuto trendu napomáhají generátory s přímým pohonem a permanentními magnety s vyspělou výkonovou elektronikou.

Generátory získaly novou důležitost v dnešní éře poklesů, omezení a výpadků dodávek elektrické energie. Stále více se ukazuje, že nové obnovitelné zdroje energie ve formě větrných a solárních generátorů se stávají hlavními zdroji lokální a síťové elektrické energie. Elektrické generátory jsou hlavním prvkem dodávek elektrické energie v jejích mnoha formách. Větrný generátor elektrické energie je jednou z nejpopulárnějších forem, která v současnosti prochází mnoha významnými technologickými změnami.

Větrné generátory

Zatímco vláda USA klasifikuje větrné turbíny s výkonem pod 100 kW jako malé, větrné turbínové generátory lze rozdělit do několika výkonových kategorií zejména podle využití:

1. pod 5 kW
2. mezi 5 kW a 49,9 kW
3. mezi 50 kW a 500 kW
4. nad 500 kW

I když se tyto kategorie často překrývají, v malých zemědělských aplikacích, jako jsou vzdálená zavlažovací čerpadla, by se pravděpodobně využívaly větrné generátory o výkonu pod 5 kW. Rezidenční aplikace využívající větrné generátory by spadaly do výkonové kategorie 5 kW až 49,9 kW pro zásobování bloků domácností nebo malého průmyslového závodu. Malé lokální elektrické sítě by spadaly do výkonové kategorie 50 kW až 500 kW, a to podle velikosti sítě. Nad 500 kW už jde o komerční elektrárnu obvykle umístěnou v rámci větrných farem.

Generátory s přímým pohonem a permanentními magnety v bezkartáčovém provedení (v kombinaci s výkonovou elektronikou zahrnující nuceně komutované usměrňovače a zesilovací převodníky) se poprvé začaly využívat u menších turbín. Tato koncepce umožnila, aby systém s přímým pohonem zvládal různou sílu větru a stále dodával potřebnou úroveň výkonu pro menší stejnosměrně napájené systémy a střídavý proud do elektrických sítí. Nasazení přímého pohonu u větrných turbín se nyní začíná přesouvat do mnohem vyšších výkonových úrovní.

Přímý vs. převodovaný pohon

Systémy větrného elektrického generátoru s přímým pohonem začínají dobývat pozice současných indukčních generátorů s převodovkami, které mechanicky mění rychlosti, aby sladily rychlost turbíny s rychlostí větru a dosáhly potřebné frekvence 60 Hz. Čtyřpólový indukční motor běží s téměř konstantní rychlostí 1 600 až 1 720 ot./min. Životnost masivní převodovky je obvykle omezena na 2–3 roky, než se začne její funkčnost zhoršovat.

Opravy se většinou pohybují v řádu desítek tisíc dolarů a opětovné uvedení do provozu může trvat celé měsíce. I když většina provozovaných systémů větrných generátorů využívá indukční motor a převodovku, generátory s přímým pohonem, permanentními magnety a související elektronikou jsou na trhu přijímány stále častěji. Eliminace převodovky zlepšuje celkový výkon a spolehlivost systému turbíny s přímým pohonem. Větrné generátory s přímým pohonem, začínající s menšími větrnými systémy o výkonu 5 kW až 50 kW, se nyní přesouvají do megawattových oblastí. V červnu 2011 oznámila společnost Siemens

Energy instalaci nového systému větrného generátoru s přímým pohonem o výkonu 6 MW. Společnost Northern Power Systems (NPS), hlavní dodavatel systémů větrných elektráren s přímým pohonem o výkonu 100 kW, staví na svém úspěchu s nižšími výkonovými úrovněmi a představí systém větrné elektrárny s přímým pohonem o výkonu 2,3 MW. Konfigurace s přímým pohonem se vyvinula v řešení o menších rozměrech s vyšší účinností, čímž se v posledních několika letech částečně kompenzuje značný nárůst cen magnetů ze vzácných nerostů. V mnoha zemích se otevírají nové i staré doly, které pomohou zmírnit problémy s náklady.

ce

Dan Jones je prezident společnosti Incremotion Associates/Motion Media Group. www.incremotion.com

Autor: Dan Jones, Associates/Motion Media Group