Rüzgar Türbinlerinde Asenkron Jeneratör Kullanımı

Rüzgar enerjisi, dünyada üretim kapasitesi en hızlı artan enerji kaynağıdır. Bu anlamda rüzgar enerjisi üretiminde kullanılan Asenkron jeneratörlerini gelin birlikte inceleyelim. Türbinlerde neden asenkron jenaretörlere ihtiyaç duyulur?

Asenkron jeneratörler yapısal olarak sağlam, mekaniği basit, daha ucuz ve büyük güçte üretilebilirler.
Diğer jeneratör tiplerine kıyasla daha güvenlidir.
Özellikle rüzgar hızının çok sık değiştiği alanlarda yüksek performans sağlarlar.
Rüzgar hızı çok yüksek olduğunda moment titreşimlerini azaltarak, mekanik parçaların zarar görmesini engeller.
Dönen kontaklar olmadığı için başlatmak kolaydır.
Şebekeye kolay bağlanır.
Şebekeye bağlandığında salınımlar oluşturmazlar.

Asenkron jeneratörlerin dezavantajları nelerdir?

Duran kısım stator reaktif mıknatıslanma akımına gerek duyar, dolayısıyla asenkron jeneratörün reaktif güç ihtiyacı karşılanmalıdır.
Asenkron jenaratör şebekeye direkt bağlı olduğu için reaktif gücü şebekeden çeker, bu yüzden bir kompanzasyon sistemine ihtiyaç duyulur.
Çekilen reaktif gücün azaltılması gerilim seviyesini yükseltir.

Rüzgar türbinlerinde de 3 fazlı asenkron jenerator ve indüksiyon jenaratörü kullanılır. Bu jeneratörlerin rüzgar türbinleri dışında bir kullanım alanı yoktur. Şimdi de bunların çeşitlerine bakalım.

1- Sincap Kafesli Asenkron Jeneratör
Avantajları;

Fırçasız, güvenilir, ekonomik ve sağlam bir yapıya sahiptir.
Manyetik sesleri azaltır.
Doğrultucu jeneratör için program edilebilir bir uyarı sağlar.
İnverter harmonik kompanzatör olarak çalıştırmak mümkündür.

Dezavantajları;

Jenaratör parametreleri sıcaklık ve frekansla değişir, bu yüzden kontrolü zordur.
Reaktif güç ve kontrolü gereklidir.
Moment hız eğrisinin lineer olmasından dolayı rüzgar gücündeki dalgalanmalar etkisini şebekede direkt gösterir. Bu da nominal akımdan daha fazla akım akmasına neden olabilir.

2- Rotoru Sargılı Bilezikli Asenkron Jeneratör

Rotorun elektriksel özelliklerini dışarıdan kontrol etmek mümkündür, böylece rotor gerilimi ayarlanabilir. Rotorun sargı uçları bileziklere bağlıdır. Bilezikler üzerindeki fırçalar yardımıyla rotor sargıları yol verici dirence ve dış kaynağa bağlanabilir. Böylece yol alma akımı ve hız ayarı yapılır.

Çift Beslemeli Asenkron Jeneratör

Konvertır sistemi sadece rotorun kayma gücünü kontrol eder, bu yüzden toplam güç sisteminin 1/4 kadar bir inverter sistemine ihtiyaç duyulur. Sistemde kullanılan bilezikler düzenli olarak bakım ister.

İndüksiyon Jenaratörler

Rüzgar hızının yüksek ve sert olduğu bölgelerde büyük güçte rüzgar türbinlerinde kullanılır. Elektronik devre yüke ve rüzgarın hızına göre jeneratörün kaymasını değiştirebilir. Bu sayede özellikle sert rüzgarlarda mekanik yük ve güç dalgalanmalarına karşı durmak mümkün olur. Bilezik gerektirmez. Reaktif güç kontrolü zordur.