EN
Rüzgâr enerjisi, en hızlı büyüyen yenilenebilir enerji teknolojilerinden biridir; ancak temel bir sorunu vardır: tahmin edilemezdir. Bir rüzgâr türbini tarafından üretilen çıkış gerilimi, rüzgâr hızındaki değişimlere, rüzgârın ani artışlarına ve türbülansa doğrudan bağlı olarak sürekli değişir. Bu durum, gerilimlerin çok dar toleranslar içinde tutulması gereken şebekeye bağlı sistemler için kabul edilemezdir; aynı zamanda aşırı gerilim veya düşük gerilim olaylarından zarar görebilecek bağımsız endüstriyel yükler için de kabul edilemezdir. Üç fazlı gerilim regülatörleri, aşağıdaki işlemleri yaparak bir türbinden gelen düzensiz AC gücünü kararlı ve kullanılabilir güce dönüştürür.
Hızlı Rüzgâr Hızı Değişimlerine Karşı Telafi Etme
Rüzgâr hızı, saniyeler içinde birkaç metre/saniye değişebilir; bu da rotorun hızlanmasına ve dolayısıyla jeneratör voltajının artmasına ya da voltaj düşüklüğüne neden olan ani rüzgâr artışları veya azalmalarına yol açar. Bu hızlı değişen voltaj—nominal değerin ±15–30 % aralığında—çoğu ekipmanın kapasitesini aşar; pompalar, motorlar ve kontrol devreleri devreden çıkabilir veya arızalanabilir ve istenmeyen bir olaya neden olabilir. Rüzgâr uygulamaları için tasarlanmış üç fazlı bir voltaj regülatörü, çıkış voltajını sürekli izleyen ve regülatörün bağlantı noktasını (tap) veya ateşleme açısını 20 ila 40 milisaniye içinde ayarlayan, hızlı tepkili SCR (tristör) veya servo motorla tahrik edilen bağlantı noktası değiştirme teknolojisi kullanır—bu süre, türbinin mekanik tepki süresinden çok daha kısadır. Rüzgâr hızı şiddetli şekilde değiştiğinde regülatör, voltajı ayar noktası değerinin %3–5’i aralığında tutar ve rüzgâr-dizel hibrit sistemlerinde veya küçük şebekeye bağlı türbinlerde kullanımda hassas yükleri gereksiz devre dışı kalmalardan korur.
Türbin Asimetrisinden Kaynaklanan Dengesiz Girişin Yönetimi
Üç fazlı rüzgâr türbini jeneratörleri (özellikle kalıcı mıknatıslı olanlar), genellikle tam olarak dengeli gerilim üretmez; kanat asimetrisi, yav pozisyonu yanlış hizalanması veya kısmen gölgelenmiş rotor gibi nedenlerle ortaya çıkan fazlar arası dengesizlik (muhtemelen %5–%15 arasında) üç fazlı motorlarda aşırı ısınmaya, doğrultucu veriminde azalmaya ve harmonik akım oluşumuna neden olur. Üç fazlı bir gerilim regülatörü, bağımsız faz kontrolü sunar; bu sistem, her fazı ayrı ayrı düzenleyerek dengesizliği, her fazı bireysel olarak yükselterek ya da düşürerek giderir. %5–%15 aralığındaki bir dengesizlik, regülatör çıkışında %1–%2’ye kadar düşürülebilir. Su pompaları, kompresörler veya akü şarj cihazları gibi üç fazlı yükleri besleyen rüzgâr türbinleri için bu dengesizliğin yüküne ulaşması ve ekipmanlara zarar vermesi ya da performansını düşürmesi istenmeyen bir durumdur. Güç kalitesi faktörü iyileştirilir; bu değer, şebeke kodları tarafından giderek daha sık belirtilen bir parametredir.
Aşırı Hız ve Aşırı Gerilim Olaylarına Karşı Koruma
Rüzgâr hızları nominal değerin üzerine çıktığında fırtına koşulları sırasında jeneratör gerilimi, genellikle nominal değerinin %130–150’sine kadar olan bir seviyeye sıçrayabilir. Bu gerilim seviyesi uzun süre devam ederse elektriksel yalıtımı hasara uğratır, transformatörleri aşırı uyarır ve Değişken Frekanslı Sürücüler (VFD’ler) veya invertörler gibi hassas elektronik yükleri yok eder. Üç fazlı bir gerilim regülatörü, aşırı hız nedeniyle oluşan aşırı gerilim durumlarını çıktı sınırlandırarak kontrol eder. Böyle bir olay sırasında giriş gerilimi izlenir; bu gerilim ayarlanmış sınırları (genellikle nominal değerin %110–115’i) aştığında çıkış daha düşük bir kademe değerine düşürülür ya da aşırı durumlarda iç bypass kontaktörü kullanılarak yükten tamamen ayrılır. Bazı cihazlar, rüzgâr türbini denetleyicisine türbin frenleme veya kanat açısı kontrolü uygulaması için bir sinyal gönderir; bu sayede fırtına koşullarında veya örneğin şebeke arızası nedeniyle üretilen gücün dışa aktarılamaması durumunda ekipmanın felaket boyutunda arızalanması önlenir.
Pil Şarjı ve İnvertör Girişi İçin Düzleştirilmiş Çıkış
Şebekeden bağımsız uygulamalar için bir pil bankı genellikle rüzgâr türbini tarafından şarj edilir ya da güç, AC yükleri besleyen bir invertöre yönlendirilir; hem pil şarjı hem de inverter girişleri sabit gerilim seviyeleri gerektirir. Şarj sırasında yüksek gerilim seviyelerinde aşırı şarj akımları bu yüksek düzeylerde akar ve pillerin gaz çıkarmasına neden olurken ömürlerini kısaltır. İnvertör girişleri gerilim dalgalanmalarına karşı son derece duyarlıdır ve bunun sonucunda harmonik akımlar oluşur; bu da güç verimliliğini azaltır. Türbin ile pil şarj cihazı ya da invertör arasına üç fazlı bir gerilim regülatörü yerleştirilerek türbin çıkışı koşullandırılır. İnvertörle çalışan yükler için bu durum, çok daha temiz sinüs dalgaları ve daha düşük harmonikler anlamına gelir. Çıkıştaki dalgalanma, 5 ila 10 kat arasında azaltılır. Bu, düşük rüzgâr hızlarında pilin gerekli şarj geriliminde beslenmesini sağlar ve böylece doğrudan bağlı bir türbine kıyasla pil ömrünü %20 ila %30 oranında uzatır. Ayrıca, huzursuzluk dönemlerinde pili aşırı deşarjdan korumak amacıyla düşük gerilim kesme koruması da dahil edilmiştir.
Hızlı rüzgâr hızı değişimlerini telafi eden, türbin asimetrisinden kaynaklanan dengesiz girdiyi yöneten, aşırı hız ve aşırı gerilim olaylarına karşı koruma sağlayan ve bataryalar ile invertör girdilerinin çıkış gerilimini düzeltmeye yarayan üç fazlı gerilim regülatörleri sağlarız. 20 yılı aşkın deneyime sahibiz; kendi bileşen tasarımımız, fikri mülkiyet haklarımız ve sektörün ulusal standart belirleyicisi olma rolümüzle birlikte 50.000 metrekareden fazla üretim alanına sahibiz. Rüzgâr enerjisinin kullanılabilir ve güvenilir olmasını sağlamak amacıyla üç fazlı gerilim regülatörleri temin ederiz.