風力タービンの分類とそれぞれの特性

風力タービンの分類とそれぞれの特性

風力タービンは、主に2つの主要コンポーネントで構成されています。

風力タービン部品 - 風力エネルギーを機械的エネルギーに変換します。

発電機部 - それは機械的エネルギーを電気エネルギーに変換します。

風力タービンは、2つの主要ファンが使用する構造の種類とそれぞれの技術ソリューションのさまざまな機能、さらにそれらのさまざまな組み合わせによって、さまざまな種類に分類できます。

（１）ファンの主軸の方向（すなわち、主軸と地面との相対位置）を回転させると、次のように分けることができる。

「水平軸ファン」 - 回転軸は地面と平行であり、羽根車は風向きで位置を調整する必要があります。

"Vertical Axis Fan" - 回転軸は地面に対して垂直です。 デザインはシンプルです。 風向が変わっても、羽根車は方向を調整する必要はありません。

CNWPEM.COM（2）は、羽根の力によって「吊り上げ扇風機」と「抵抗式扇風機」に分けられます。

（3）羽根の数に従って、それは「単一の羽根」、「二重羽根」、「三羽根」および「複数羽根」のタイプファンに分けることができます; ブレードの数は、空力効率、複雑さ、コスト、騒音、美的要件など、さまざまな要因によって決まります。

大型風力タービンは1、2または3枚のブレードで構成できます。

より少ないブレードを有する風力タービンは通常、風からエネルギーを引き出すためにより高い回転速度を必要とし、それ故騒音はより大きくなる。 そして、ブレードが多すぎると、それらが相互作用してシステム効率を低下させます。 現在、3ブレード風力タービンが主流です。 美的観点からは、3ブレード風力タービンはバランスが取れて美しく見えます。

（４）ファンが受ける風の方向に応じて、「上向きの風向」 - 羽根車の正面が風向に向いている（すなわち、風がタワーの正面で回転している）および「風下」がある。羽根車は風向に従います。2つのタイプ。

風上ファンは一般に、羽根車を風に向けるためにある種の操縦装置を必要とする。

風下のファンは自動的に風向に合わせられ、ステアリング装置が不要になります。 しかしながら、風下ファンの場合、空気の一部がタワーを通過した後にインペラに向かって吹き出すため、タワーはブレードを通過する空気流と干渉していわゆるタワーシャドウ効果を形成し、これは性能を低下させる。

（5）動力伝達の異なった機械的な接続モードに従って、それはギアボックスなしで「戦闘ギア型ファン」と「直接駆動型ファン」に分けることができます。

ギアボックス型ファンの羽根は、ギアボックスとその高速シャフトおよびユニバーサル弾性カップリングを介してトルクを発電機の伝達シャフトに伝達する。 カップリングは、優れた吸収減衰特性と振動特性を持ち、適切な量を吸収することができます。 半径方向、軸方向、角度方向のオフセット、およびカップリングは機構の過負荷を防ぎます。

直接駆動型ファンは経路が異なります。 いくつかの先進技術と組み合わせて、ギアボックスの速度を増すことなくブレードのトルクを発電機の駆動軸に直接伝達することができるので、ファンによって生成される電気エネルギーをグリッドに接続することもできる。 。 この設計は装置の構造を単純化し、故障の可能性を減らし、そして多くの利点を有する。 現在は大規模ユニットで使用されています。

（６）ブレードによって風エネルギーを受ける電力調整方法によれば、それは以下に分割することができる。

「固定ピッチ（ストールタイプ）ユニット」 - ブレードとハブの間の接続は固定されています。 風速が変わると、ブレードの風上角度は変わりません。 その単純な構造と信頼できる性能のために、固定ピッチ（失速型）ユニットは過去20年間で風力エネルギーの開発と利用を常に支配してきました。

「ピッチングユニット」 - ブレードはブレードの中心軸を中心に回転することができるため、ブレードの迎え角は一定の範囲内（一般に0〜90度）で調整でき、その性能は固定ピッチと比較して大幅に向上します。しかし、構造も複雑になる傾向があり、現在は大きな単位で使用されています。

（7）羽根車の速度が一定かどうかによって、次のように分けられます。

「定速風力タービン」 - シンプルで信頼性の高い設計、低コスト、低メンテナンス、直接グリッド接続。 欠点：低い空気力学的効率、高い構造的負荷、グリッドへのグリッド変動の原因、およびグリッドからの無効電力の吸収。

「可変風力タービン」 - 高い空力効率、低い機械的応力、低い電力変動、高いコスト効率、および軽量支持構造。 不利な点は、電力が電圧降下の影響を受けやすく、電気機器の価格が高く、メンテナンスが大きいことです。 現在は大容量のメインモデルで一般的に使用されています。

（8）風力発電機の発電機タイプの分類によれば、それらは2つのカテゴリーに分類することができる。

「非同期発電機タイプ」「同期発電機タイプ」

適切なコンバータが使用されている限り、ファンの可変速運転に使用できます。