571 2

15.3. ENERGETYKA WIATROWA

15.3. ENERGETYKA WIATROWA

(15.20)

(15.21)

Pm = P*( 1 - 5)

P, = —sP#

gdzie P_e — moc elektryczna związana z uzwojeniem wirnika.

W bilansie maszyny indukcyjnej, zgodnie z tradycyjnym traktowaniem tej maszyny jako silnik¹*, moce: P_m, P,/,, P, mają znak ujemny. Moc P,, wyprowadzana ma znak ujemny, a wprowadzana do wirnika ma znak dodatni.

Na moc elektryczną/^ składają się straty w uzwojeniu wirnika ts.P_Cul i moc P₂, która przez pierścienie i szczotki może być wydawana z wirnika lub doprowadzana do wirnika z zewnętrznego źródła

P c = A/^J Cul + Pi

Po pominięciu strat w prądnicy można zapisać następujące zależności uproszczone:

-    moc wydawana w torze stojanowym

Px^P^ = ^-    (15.22)

1 — s

—    moc wydawana lub wprowadzana w torze wirnikowym

Pl~Pe= “7—-Pm    (15.23)

1 — s

Z wzoru na poślizg

wynika, że zmieniając moc P₂, można wpływać na wartość poślizgu, a zatem i prędkość zespołu turbina wiatrowa-generator. Ponieważ w bilansie maszyny moc P_m ma znak ujemny, więc wyprowadzając moc P₂ otrzymuje się poślizg s < 0. Moc P₂, np. wydawana (przy zmiennej częstotliwości f₂ = |.y/, |) do dodatkowych rezystancji R_d w obwodzie wirnika, jest wytracana jako ciepło. Wzrost rezystancji R_d powoduje zwiększenie poślizgu i zmianę charakterystyki mechanicznej generatora M= f(n) - charakterystyki P, 2' i 3' na rysunku 15.22. Straty na rezystancjach dodatkowych np. dla generatora o mocy 2 MW i poślizgu s = —0,05 wynoszą ok. 95 kW i stanowią poważny problem w eksploatacji elektrowni (chłodzenie).

Aby wyeliminować straty mocy na rezystorach R_d, stosowano znany układ kaskady nadsynchronicznej, składającej się z niesterowanego prostownika, falownika prądu i transformatora. Taki przekształtnik energoelektroniczny, przez oddziaływanie na falownik, umożliwia tylko jednokierunkowy przepływ mocy P₂ z wirnika (częstotliwość f₂) do sieci o częstotliwości f, czyli moc czynna z generatora wyprowadzona jest w torze stojanowym jako /) i w torze wirnikowym jako P₂. Kaskada nadsynchroniczna nie zapewnia jednak szerokiego zakresu

¹¹ Plamitzer A.M.: Maszyny elektryczne. Warszawa, WNT 1982.

571