11.3.3.Automatyka pracy elektrowni wiatrowej

Zasadniczo trzy parametry są kontrolowane i odpowiednio sterowane, żeby dopasować prędkość turbiny do prędkości wiatru i zapewnić optymalne wykorzystywanie energii zawartej w strumieniu powietrza. Jest to kontrola prędkości obrotowej, momentu rozwijanego przez wirnik i mocy oddawanej przez prądnicę.

Rysunek 48 przedstawia schemat blokowy metody kontroli pracy dla elektrowni pracującej z zmienna prędkością obrotową i posiadającą możliwość zmiany kąta ustawienia łopatek.

Rys.48.Automatyka pracy elektrowni wiatrowej.

Podstawą kontroli jest utrzymanie stałej prędkości wierzchołkowej łopatki w stosunku do prędkości wiatru. Uzyskujemy wtedy optymalny współczynnik wykorzystania energii wiatru. Układ kontroli stale mierzy prędkość obrotową wirnika oraz aktualną prędkość wiatru. Jeśli prędkość obrotowa jest zbyt niska dla zastanej prędkości wiatru, prostownik zostaje odpowiednio wysterowany i następuje przyśpieszenie wirnika do odpowiedniej prędkości. Funkcja ta realizowana jest przez blok 1. W momencie gdy prędkość wiatru osiągnie wartość wystarczającą do uzyskania nominalnej mocy, koniecznym jest zmiana ustawienia łopat wirnika. Kontrolą ustawienia łopat zajmuje się blok 3. W miarę wzrostu prędkości wiatru kąt natarcia łopatki zwiększany jest odpowiednio aby zmniejszyć moment aerodynamiczny rozwijany przez wirnik. Blok 2 zajmuje się kontrolą mocy. Działanie przekształtnika jest dużo szybsze od mechanizmu zmiany ustawienia łopat. W przypadku nagłej zmiany wiatru następuje przyrost momentu a co za tym idzie mocy oddawanej przez prądnicę. Zanim zadziała układ sterowania ustawieniem łopatek powstały by „piki” mocy. Temu zjawisku zapobiega odpowiednie sterowanie przekształtnikiem.