Generación de energía eólica y solar
I. Generación de energía eólica
R: Principio de funcionamiento
El núcleo de la generación de energía eólica es el proceso de conversión de energía que transforma la energía eólica en energía eléctrica.SolarLa radiación provoca un calentamiento desigual de la superficie de la Tierra, lo que provoca diferencias en la distribución de la presión atmosférica. El movimiento horizontal del aire forma viento, que contiene energía cinética. Cuando el viento sopla contra las palas de la turbina eólica, el diseño especial del perfil aerodinámico de las palas crea una diferencia de presión entre las superficies superior e inferior, generando sustentación para impulsar la rotación de las palas y el buje, completando así la conversión de la energía eólica en energía mecánica. Para las turbinas eólicas equipadas con una caja de engranajes, la rotación a baja velocidad transmitida por el eje principal se acelera a través de la caja de engranajes para igualar la velocidad nominal del generador; Las turbinas eólicas de accionamiento directo eliminan la caja de cambios, con el eje principal conectado directamente al rotor del generador. El generador corta las líneas del campo magnético a través de un campo magnético giratorio y, en última instancia, convierte la energía mecánica en corriente alterna para lograr una producción de energía eléctrica. La eficiencia de captura de energía eólica se ve significativamente afectada por la velocidad del viento (proporcional al cubo de la velocidad del viento) y tiene un límite teórico (límite de Betz de aproximadamente 59,3%).
B.Módulos principales
- Sistema de rotores:Incluye palas y buje. Las aspas están hechas de plástico reforzado con fibra de vidrio o materiales compuestos de fibra de carbono, y su forma aerodinámica determina directamente la eficiencia de captura de energía eólica. El buje se encarga de conectar las palas y transmitir el par.
- Sistema de transmisión/accionamiento directo: El sistema de transmisión tradicional incluye un eje principal y una caja de cambios para lograr la adaptación de velocidad; el sistema de transmisión directa no tiene caja de cambios, lo que reduce las pérdidas mecánicas y los requisitos de mantenimiento.
- Generador:Los tipos principales son los generadores de inducción de doble alimentación y los generadores síncronos de imanes permanentes. El primero logra una producción estable en una amplia gama de velocidades del viento a través de convertidores de frecuencia, mientras que el segundo tiene una alta eficiencia y es adecuado para sistemas de accionamiento directo.
- Sistema de control:Incluye sistemas de control principal, control de cabeceo y control de guiñada. El control principal coordina el funcionamiento general de la unidad, el sistema de control de inclinación ajusta el ángulo de las palas para controlar la absorción de energía eólica y el sistema de control de guiñada mantiene la góndola orientada en la dirección del viento.
- Torre y Cimentación:Las torres están hechas en su mayoría de estructura de acero u hormigón, elevando la góndola a una altura con una velocidad de viento óptima; La base está diseñada de acuerdo con las condiciones geológicas para proporcionar un soporte estable contra cargas operativas.
II. Generación de energía solar
R: Principio de funcionamiento
La generación de energía solar se basa en el efecto fotovoltaico de materiales semiconductores para realizar la conversión directa de la luz solar enenergía eléctrica.Cuando la luz del sol irradiapaneles solares,Los fotones interactúan con los electrones en el semiconductor para generar pares electrón-hueco. Bajo la acción del campo eléctrico interno del panel solar, los electrones y los huecos se separan y se mueven hacia ambos extremos, formando una corriente continua que se puede generar. El sistema funciona en modo fuera de la red y conectado a la red: el sistema fuera de la red almacena el exceso de energía eléctrica a través dealmacenamiento de energíadispositivos para cubrir la demanda eléctrica durante los periodos sin luz solar; el sistema conectado a la red está conectado a la red eléctrica pública, transmitiendo el excedente de energía a la red cuando genera más de lo necesario y extrayendo energía de la red cuando es insuficiente.
B:Módulos principales
- Paneles solares: Componentes centrales de generación de energía compuestos por múltiples células fotovoltaicas conectadas en serie/paralelo, siendo los materiales principalmente silicio monocristalino, silicio policristalino o semiconductores de película delgada.
- Controlador:Regula y controla la carga y descarga del circuito, evita la sobrecarga y la sobredescarga de los dispositivos de almacenamiento de energía y protege el funcionamiento seguro de los componentes del sistema.
- Inversor:Convierte la corriente continua generada por los paneles solares en corriente alterna apta para electrodomésticos, equipos industriales y la red eléctrica.
- Dispositivo de almacenamiento de energía:Basado principalmente en baterías de almacenamiento, almacena el exceso de energía eléctrica para garantizar la continuidad del suministro de energía para sistemas fuera de la red, y puede configurarse bajo demanda para sistemas conectados a la red.
III. Distribución de cinturones de la industria nacional de energía eólica.
- Cinturón rico en energía eólica en la región de los "Tres Nortes": cubre el noreste de China (Liaoning, Jilin, Heilongjiang), Hebei, Mongolia Interior, Gansu, Qinghai, Tíbet, Xinjiang y otras provincias. La densidad de energía eólica en su mayoría supera los 200-300 W/m², y en algunas zonas alcanza los 500 W/m². Las reservas explotables representan alrededor del 79% del país. Con terreno plano y transporte conveniente, es adecuado para la construcción de parques eólicos a gran escala. Se debe prestar atención al impacto de las bajas temperaturas y las tormentas de arena, así como a la planificación general de la red.
- Cinturón rico en energía eólica en la región costera del sudeste: incluye Shandong, Jiangsu, Zhejiang, Fujian, Guangdong, Guangxi, Hainan y otras provincias. Influenciados por el clima marino y el terreno del estrecho, los recursos de energía eólica son estables, lo que la convierte en un área central para el desarrollo coordinado de la energía eólica marina y terrestre.
- Regiones interiores de energía eólica características: algunos lagos interiores y áreas de terreno especiales (como partes de áreas montañosas en Hubei y Hunan) tienen potencial para el desarrollo de recursos eólicos, adecuados para el diseño de proyectos de energía eólica distribuida.
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