Değişken rüzgar hızlarında rüzgar türbinlerinde asenkron generatör moment kontrolü

Abstract

Dünya nüfusundaki artış, gelişmekte olan ülkelerin büyük enerji ihtiyacı ve devletlerin fosil yakıtlara olan bağımlılıklarını azaltma yönündeki politikaları yenilenebilir enerji kaynaklarının önemi arttırmıştır. Kömür, petrol ve doğal gaz yakıtlı güç santralleri atmosfere CO2 salarak sera gazı etkisi yaratmaktadır. Karbon emisyonlarının sınırlandırılması, çevresel duyarlılıktan ziyade özellikle gelişmiş devletler için zaruri hale gelmiştir. Bu nedenle birçok gelişmiş ülke rüzgar enerjisine yatırım yapmakta, politikalarını buna göre düzenlemektedirler. Rüzgar değişkendir, dolayısıyla elde edilecek güç de değişkenlik arz etmektedir. Dolayısıyla rüzgardan elde edilecek enerjiden maksimum fayda sağlanmalı, optimum işletme karakteristikleri oluşturulmalıdır. Değişken rüzgar hızlarında rüzgar türbinlerinde kullanılan asenkron generatör moment kontrolü ile rüzgar türbinleri uç hızı optimum çalışma şartını sağlayarak türbin verimi arttırılmıştır. Mekanik kontrole ihtiyaç duymaksızın, rotor dönme hızı PI kontrol ile kontrol edilerek, türbin güç faktörü yükseltilmiştir. Özellikle nominal rüzgar hızının altındaki hızlarda elektrik kontrolüyle toplam santral verimini iyileştirmek mümkündür.

World population increase, big energy demands of developing countries and policies to decrease dependency of countries to fossil fuels increased importance of renewable energy sources. Power plants based on coal, oil and natural gas cause green gas affect with CO2 emissions. Lemmatization of CO2 emissions is a must for specially developed countries rather than natural susceptibility. Hence, lots of countries invest in wind energy, determine energy policies accordingly. Wind is variable, therefore power output subject variability. Because of that reason, energy yield by wind shall be as possible as maximized, optimum operation conditions shall be obtained. Asynchronous generator torque control under variable wind speeds in wind turbines ensures to increase turbine efficiency by optimum operation condition with setting tip speed ratio. Without mechanical control requirement, rotor speed can be adjusted by PI control, turbine power factor is increased. Power plant gross efficiency can be improved by electrical control for specially under rated wind speeds.