Các thiết bị WEA có 2 hệ thống phanh hoàn toàn độc lập với nhau. Đối với các thiết bị WEA cỡ lớn thì hệ thống điều chỉnh góc nghiêng của cánh quạt đóng vai trò là hệ thống phanh chính. Với sự trợ giúp của hệ thống điều
khiển Pitch (điều khiển góc xoay cánh) thiết bị sẽ tách ra hoàn toàn khỏi hướng gió thổi.
Ngoài ra ở trên trục quay của bộ phận truyền lực cũng có một hệ thống phanh đĩa. Hệ thống phanh đĩa này sẽ kích hoạt trong những trường hợp cần dừng hoạt động vì an toàn hay vì lý do khẩn cấp nào đó.
1.2.4 Thân vỏ
Với vận tốc gió tăng lên tương ứng với chiều cao so với mặt đất. Ở gần mặt đất cho tới chiều cao khoảng 60m thì sự tăng lên của vận tốc gió chỉ vào khoảng 0,1 – 0,2 m/s, trong khi đó ở chiều cao lớn hơn 80 – 100m thì sự tăng lên của vận tốc vào khoảng 0,2 – 0,4 m/s.
Phần thân vỏ của thiết bị WEA có nhiệm vụ nâng đỡ rôto cũng như phần động cơ nhằm giúp cho 2 bộ phận này nằm ở một độ cao mà ở đó tốc độ gió là thuận lới nhất.
Sự tăng lên của chiều cao tỷ lệ thuận với sự tăng lên của công suất của thiết bị WEA. Đối với các thiết bị WEA có công suất từ 400 kW – 600 kW về nguyên tắc chiều cao thân phải là 60 – 80m. Đối với các thiết bị WEA có
công suất từ 1,5 MW – 2 MW thì chiều cao phần thân vào khoảng 80 – 100m và trong một số trường hợp đặc biệt chiều cao phần thân có thể lên đến 125m.
Một số loại thân hiện đang sử dụng trong các nhà máy phát điện bằng sức gió:
- Thân được chế tạo từ ống thép hình côn - Thân được chế tạo từ các khung thép
- Thân được chế tạo thép kết hợp với bê tông.
1.2.5 Máy phát
Máy phát làm nhiệm vụ biến đổi năng lượng cơ học của rôto thành năng lượng điện. Ở các thiết bị WEA người ta sử dụng cả máy phát đồng bộ và máy phát không đồng bộ. Đối với các thiết bị WEA thì thông thường tạo ra dòng điện với điện áp từ 490V đến 690V.
Có nhiều phương án thiết kế máy phát điện chạy bằng sức gió, sử dụng máy phát điện có cấu tạo khác nhau như: máy điện không đồng bộ rôto dây quấn, máy điện không đồng bộ rôto lồng sóc, máy điện không đồng bộ kích thích bằng nam châm vĩnh cửu …
Với hệ thống sử dụng máy điện đồng bộ 3 pha kích thích vĩnh cửu, stato của máy phát được nối trực tiếp vào lưới thông qua biến tần gồm:
môđun sử dụng van bán dẫn IGBT, môđun phía máy phát đồng bộ và môđun phía lưới và đóng vai trò nghịch lưu.
Hình 1.7: Sơ đồ nguyên lý cơ bản của hệ thống điện gió nối lưới
Bộ phận điều khiển biến tần sử dụng các bộ vi xử lý, phần giao diện và nguồn cung cấp. Máy tính PC giúp lựa chọn các tham số và quan sát tình trạng làm việc của hệ thống. Khối SPS thể hiện việc cài đặt các Setpoint cho hệ thống được lấy từ PLC.
Rôto máy phát được gắn liên động với trục quay của cánh quạt. Khi gió đủ mạnh cánh quạt sẽ quay với một tốc độ cần thiết. Qua hệ thống cơ nối vào hộp số để chuyển đổi thành tốc độ khoảng 1000 - 1500 vòng/phút (tốc độ của máy phát) đặt lên trục của rôto. Từ trường quay của rôto gây nên sức điện động cảm ứng trên stato, sau đó được chuyển vào lưới điện thông qua bộ biến tần tĩnh.
Với hệ thống sử dụng máy điện dị bộ, có thể là máy điện dị bộ 3 pha rôto lồng sóc hay rôto dây quấn. Loại máy này xuất phát từ độ tin cậy cao, ưu
điểm về kết cấu cơ khí cũng như khả năng quá tải hay hệ số trượt máy phát nằm trong một dải rộng, giá thành thấp hơn máy phát đồng bộ. Những vấn đề gặp phải ở máy điện đồng bộ trong hệ thống máy phát điện chạy bằng sức gió ví dụ như: chi phí chế tạo rôto công suất lớn; từ hóa rôto bằng nguồn một chiều ảnh hưởng đến độ bền của máy phát; không thích hợp với chế độ làm việc biến tốc. Phần nào được khắc phục khi sử dụng loại máy điện không đồng bộ. Hiện nay trong lĩnh vực chế tạo máy phát người ta thường sử dụng máy điện không đồng bộ rôto dây quấn.
