7 dersten 3.

Rüzgar Enerjisi

Rüzgar enerjisinin, güneşin aksine, gerçekten dönen bir jeneratörü vardır — ama modern rüzgar türbinleri, bu dersin açıklayacağı sebeplerden dolayı, geleneksel bir senkron santralden çok güneşin güç elektroniği yaklaşımına daha yakın bir şekilde şebekeye bağlanır.

Hareket eden havadan elektriğe

Rüzgar, türbinin kanatlarını döndürür; bunlar da — genellikle bir dişli kutusu üzerinden, ama bazı tasarımlar bunu atlar — bir jeneratöre bağlı bir mili döndürür. Rüzgarda mevcut güç, rüzgar hızının küpüyle ölçeklenir (P = ½ρAv³) ve hiçbir türbin bunun %59,3'ünden fazlasını alamaz (Betz limiti); bu yüzden türbin yerleşimi ve kanat tasarımı, bir konumdaki ortalama rüzgar hızındaki küçük farklara bile bu kadar duyarlıdır.

Güç eğrisi: üç kilit hız

Devreye girme hızı

Türbinin kullanılabilir güç üretmeye başladığı minimum rüzgar hızı — bunun altında türbin basitçe boşta kalır.

Anma hızı

Türbinin tam anma (etiket) güç çıkışına ulaştığı rüzgar hızı.

Devreden çıkma hızı

Türbinin mekanik hasardan kaçınmak için bilinçli olarak kapandığı ve kanatlarını feather pozisyonuna getirdiği rüzgar hızı — biraz sezgiye aykırı şekilde, bu bir rüzgar çiftliğinin çok yüksek rüzgarlı bir fırtınada sıfır güç üretebileceği anlamına gelir.

Devreye girme ile anma hızı arasında çıkış dik bir şekilde yükselir (o küp ilişkisini izleyerek); anma ile devreden çıkma hızı arasında ise kontrol sistemleri çıkışı yükselmeye devam etmesine izin vermek yerine bilinçli olarak anma değerinde sınırlar — bu kombinasyon bir türbinin genel güç eğrisini tanımlar.

Sabit hızlı ile değişken hızlı türbinler

Erken rüzgar türbinleri doğrudan şebekeye bağlı jeneratörler kullanıyordu; bu da türbini şebeke frekansına bağlı sabit bir hızda dönmeye zorluyordu — basitti, ama rüzgar hızlarının tüm aralığında rüzgar enerjisini verimli şekilde yakalayamıyordu. Modern türbinlerin neredeyse tamamı bunun yerine değişken hızlı tasarımlar kullanır, en yaygın olarak bir Çift Beslemeli Asenkron Jeneratör (DFIG) veya tam güç konvertörlü bir jeneratör — ikisi de türbinin rotorunun mevcut rüzgardan en iyi enerjiyi yakalayacak hızda dönmesine izin verirken, güç elektroniği o değişken frekanslı çıkışı şebekeye senkronize AC'ye dönüştürmeyi üstlenir.

Kıyıya yakın ile açık deniz rüzgarı

Açık deniz rüzgarı daha güçlü, daha istikrarlı rüzgardan ve daha az yerleşim/görsel etki itirazından faydalanır; bu da genellikle ona kıyıya yakın rüzgardan daha yüksek bir kapasite faktörü kazandırır — ama inşaat, temeller (veya derin suda yüzen platformlar) ve deniz altı kablolama, onu eşdeğer bir kıyıya yakın projeden önemli ölçüde daha pahalı inşa edilir ve bakımı yapılır hale getirir.