ing Glont Ionut: Dispozitiv de orientare a turbinelor eoliene de mari dimensiuni (1/4)


 

poza

Recent am avut ocazia sa citesc lucarea de diploma a dlui inginer Glont Aurelian Ionut abolvent 2009 al facultatii de Inginerie “Hermann Oberth” din Sibiu specializarea Calculatoare si Tehnica Informatiei. Am fost placut impresionat de calitatea lucarii. Consider ca si Dv veti aprecia la fel de bine acesta lucare. Am convingerea ca Dl inginer Glont Aurelian Ionut are un potential tehnic foarte bun si va face o cariera stralucita in automatizari industriale

Pentru cei interesati de o colaborare cu Dl inginer Glont Aurelian Ionut puteti sa il contactati prin intermediul ferestrei de comentarii asociate acestui articol

Prezentarea temei

Lucrarea de fata isi propune sa realizeze un Dispozitiv de orientare a turbinelor eoliene de mari dimensiuni. Ce intelegem prin orientare a unei turbine eoliene? Inseamna sa pozitionam palele turbinei pe directia vantului cu cea mai mare intenistate pentru a extrage cat mai mult posibil din energia cinetica a vantului, deci pentru a maximiza cantitatea de putere pe care o poate genera turbina electrica.

Cum functioneaza acest dispozitiv? Foarte simplu…Avem o unealta care ne arata in permanenta de unde bate vantul. Aceasta unealta se numeste girueta si este construita dintr-un ax care are intr-un capat o sageata ce ne indica directia vantului iar in celalat capat o contra-greutate. Girueta este asezata de obicei pe nacela turbinei eoliene. Dupa stabilirea pozitiei unde vantul are cea mai mare intensitate, turbina este rotita spre acea directie pe directia cea mai scurta si mentinuta acolo pana cand vantul prezinta schimbari semnificative ale directiei fapt ce conduce la o noua orientare a turbinei.

Descrierea functionala a dispozitivului s-a realizat folosind limbajul de descriere hardware VHDL (Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language), unul din cele mai folosite limbaje de proiectare a sistemelor electronice digitale.

Pentru implementarea soft s-a folosit un circuit programabil de mare capacitate de tip CPLD (Complex Programmable Logic Devices) si anume CY38030V256-83BBC.

Structura de ansamblu a instalatiei

Turbinele eoliene au ca scop producerea de energie electrica cu ajutorul vantului. Principiul de functionare este unul destul de simplu si anume: vantul pune in miscare palele turbinei eoliene care la randul lor actioneaza un generator electric. Energia electrica astfel obtinuta este fie transmisa catre baterii (pentru turbinele de mici dimensiuni)  pentru inmagazinare fie livrata direct retelei de curent alternativ.

Ce ne propunem in aceasta lucrare este sa realizam un dispozitiv ce directioneaza turbina eoliana pe directia vantului unde intensitatea este cea mai mare. Cu alte cuvine un dispozitiv de orientare a turbinelor eoliene. In Figura 1 avem o imagine de ansamblu a instalatiei care dupa cum observam cuprinde:

–         turbina eoliana propriu-zisa

–         traductor de pozitie unghiulara a turbinei

–         senzor de pasi

–         bloc de comanda

–         girueta

–         traductor de pozitie unghiulara a giruetei.

–         element de executie

–         motor

Turbina eoliana – este cea mai importanta componenta a unei astfel de instalatii. O astfel de turbina este compusa din:

a)      butucul rotorului – pe acest butuc sunt montate palele turbinei.

b)      palete – impreuna cu butucul alcatuiesc rotorul turbinei.

c)      nacela – are rolul de a proteja componentele unei turbine eoliene si anume: generatorul electric, sistemul de racire al generatorului electric, multiplicatorul de rotatie etc.

d)      pilonul – cu rol de sustinere a turbinei eoliene.

e)      arborele principal al unei turbine eoliene are o turatie redusa si are rolul de a transmite miscarea de rotatie de la butucul turbinei la multiplicatorul de turatie cu roti dintate.

f)        multiplicatorul de turatie cu roti dinate are rolul de a mari turatia de la valoarea redusa a arborelui principal, la valoarea ridicata de care are nevoie generatorul de curent electric.

g)      dispozitivul de franare – este un element de siguranta si este folosit in cazul in care mecanismul de reglare a paletelor nu functioneaza sau pentru franarea completa a turbinei in cazul in care se efectueaza operatii de intretinere sau reparatii.

h)      arborele de turatie ridicata care mai este numit si cuplaj, are rolul de a transmite miscarea de la multiplicatorul de turatie la generatorul electric.

i)        generatorul electric – are rolul de a converti energia mecanica a arborelui de turatie ridicata in energie electrica.

j)        sistemul de racire – are rolul d a prelua excesul de caldura produs in timpul functionarii de catre generatorul electric.

k)      sistemul de pivotare – permite orientarea turbinei dupa directia vantului.

l)        girueta – este montata pe nacela si are rolul de a se orienta in permanenta dupa directia vantului.

m)    anemometrul – dispozitiv pentru masurarea vitezei vantului. Acesta comanda pornirea turbinei eoliene cand viteza vantului depaseste un anumit prag respectiv oprirea acesteia la un anumit prag.

n)      controller-ul – reprezinta calculatorul principal al unei turbine eoliene care asigura in permanenta buna functionare a intregii instalatii.

Traductor de pozitie unghiulara a turbinei – acest tip de traductoare sunt utilizate pe scara larga in domeniul automatizarilor industriale. Acesta este de fapt un element de masura pentru pozitia axului unui motor. Trductorul de pozitie unghiulara are rolul de a converti in semnal de curent, pozitia  unghiulara a axului motorului. In cazul nostru traductorul de pozitie unghiulara ne ofera informatii cu privire la pozitia unghiulara a turbinei (valoarea generata poate fi in intervalul [0,360]).

Senzor de pasi – disc cu 360 de perforatii cu un senzor optic. La fiecare deplasare cu un grad furnizeaza un impuls.

Bloc de comanda – reprezinta intreg circuitul care sta la baza dispozitivului de orientare a turbinei. La intrare observam ca blocul de comanda are: pozitia turbinei, pozitia giruetei, valoarea primita de la senzorul de pasi. La iesire blocul de comanda are o valoare pe doi biti ce intra in elementul de executie care mai departe transmite informatia motorului ce va directiona turbina.

Girueta – este de obicei montata pe nacela turbinei eoliene si are rolul de a se indrepta intotdeauna dupa directia vantului. La schimbarea directiei vantului, girueta comanda automat intrarea in functiune a dispozitivului de orientare a turbinei eoliene.

Traductor de pozitie unghiulara a giruetei – este similar traductorului de pozitie unghiulara a turbinei cu deosebirea ca ne furnizeaza informatii cu privire la pozitia unghiulara a giruetei (valoarea generata poate fi in intervalul [0,360]).

Element de executie – este un convertor static de putere adaptat tipului de motor care roteste turbine in jurul axei verticale.

Motor – este dispozitivul care realizeaza miscarea turbinei pe directia vantului. Face parte din sistemul de pivotare a unei turbine eoliene.Un astfel de motor este prevazut cu elemente de angrenare cu roti dintate.

Figura 1 - Structura de ansamblu a instalatiei

 

Figura 1 – Structura de ansamblu a instalatiei (directorul cu figuri)

Principiul elaborarii comenzilor

Comenzile în cazul nostru reprezintă direcţiile pe care se deplasează turbina sub acţiunea motorului şi anume:

–         dreapta – în sensul acelor de ceasornic.

–         stanga – în sens invers acelor de ceasornic.

–         stop – cazul în care poziţia turbinei este aceeaşi cu poziţia giruetei.

Pentru a exemplifica procesul de orientare a turbinei vom apela la cercul trigonometric.

Figura 2 - Cercul trigonometric

 

 

 

 

 

Figura 2 – Cercul trigonometric

În funcţie de poziţiile pe care turbina şi girueta le pot avea pe cercul trigonometric distingem mai multe cazuri pentru exemplificarea comenzilor. Pentru întelegere notăm:

– t  → poziţia unghiulară a turbinei.

– g → poziţia unghiulară a giruetei.

– f  → unghiul dintre turbină şi giruetă.

 

 

Cazul 1

Figura 3 - Cazul 1 - modulul diferentei este mai mic de 180

Figura 3 – Cazul 1 – modulul diferentei este mai mic de 180

 

Modulul diferenţei unghiurilor turbinei şi giruetei este mai mic decât 180°. În acest caz distingem trei cazuri şi anume:

–         dacă t < g atunci turbina se deplasează spre dreapta.

–         dacă t > g atunci turbina se deplasează spre stânga.

–         dacă t = g atunci turbina nu se deplasează.

Notăm f  =  | t-g | – numărul de grade cu care trebuie să se mişte turbina

Dacă  | t-g |  ≤ 180° atunci:

–         dacă t < g → dreapta

–         dacă t > g → stânga

–         dacă t = g → stop

Cazul 2

Figura 4 – Cazul 2 - modulul diferentei este mai mare de 180

Figura 4 – Cazul 2 – modulul diferentei este mai mare de 180

 

Modulul diferenţei unghiurilor turbinei şi giruetei este mai mare decât 180°. În acest caz distingem două cazuri şi anume:

–         dacă t < g atunci turbina se deplasează spre stânga.

–         dacă t > g atunci turbina se deplasează spre dreapta.

Notăm f  = 360 –  | t-g |  – numărul de grade cu care trebuie să se mişte turbina

Dacă  | t-g |  > 180° atunci:

–         dacă t < g → stânga

–         dacă t > g → dreapta

Anunțuri

Etichete: , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,

8 răspunsuri to “ing Glont Ionut: Dispozitiv de orientare a turbinelor eoliene de mari dimensiuni (1/4)”

  1. marian Says:

    ma numesc munteanu marian,am 47 de ani am lucrat ca lacatus ,lacatus metrolog:mase,presiuni timp de 15 ani,agent paza 2 ani,lucrator comercial 4 ani,stivuitorist.doresc sa ma angajez in ind. energiei eoliene la intretinerea lor sau montarea lor.Multumesc

    • stoianconstantin Says:

      Marian,
      iti doresc mult succes in gasirea locului de munca cautat. Desi imi doresc sa ajut oamenii trebuie sa recunosc ca tipul acesta de solicitari are vizibilitate mica pe blog si in consecinta sanse reduse.
      Iti recomand sa te adresezi direct firmelor la care doresti sa te amgajezi sau pe paginile de web dedicate ofertelor de locuri de munca.
      Daca totusi plasezi mesaje aleatoriu pe diverse pegini web iti recomand sa dai si date de contact pentru ca un tert interesat de oferta ta, daca nu e administrator al paginii respective, practic nu are cum sa te contacteze!
      Ar trebui de asemenea sa intuesti ce cauta un anume angajator si sa iti prezinti CV-ul intr-o lumina cat mai favorabila insistand pe cunostintele/ deprinderile/ experianta cautata de angajatorul vizat.
      Mult succes!
      SGC

  2. marian Says:

    multumesc pentru sfat, stiu la ce te referi, am incercat, eu va urez succes!

  3. MONICA Says:

    eram curioasa sa stiu dimensiunile componentelor

  4. marian Says:

    VA ROG UNDE AS PUTEA GASI CUPELE PT MASURAREA VANTULUI LA O EOLIANA MARIAN BRASOV 0740051519

  5. marian Says:

    vreau pt directionarea turbinei

  6. marian Says:

    A MEA E RUPTA DAR O AM

Lasă un răspuns

Completează mai jos detaliile tale sau dă clic pe un icon pentru a te autentifica:

Logo WordPress.com

Comentezi folosind contul tău WordPress.com. Dezautentificare / Schimbă )

Poză Twitter

Comentezi folosind contul tău Twitter. Dezautentificare / Schimbă )

Fotografie Facebook

Comentezi folosind contul tău Facebook. Dezautentificare / Schimbă )

Fotografie Google+

Comentezi folosind contul tău Google+. Dezautentificare / Schimbă )

Conectare la %s


%d blogeri au apreciat asta: