Come ottimizzare i condensatori per le applicazioni di energia eolica

L'efficienza delle turbine eoliche è messa alla prova dai cambiamenti improvvisi del vento

Come ottimizzare i condensatori per le applicazioni di energia eolica? I grandi mulini tecnologici ormai non sono più totalmente dipendenti dal vento, però è vero che è stato necessario modificarle nel tempo per prevenite i disagi causati dall’incostanza del vento, che ogni giorno può avere caratteristiche diverse. Vediamo quali erano i problemi principali legati alle turbine e cosa è stato fatto per migliorare la loro efficienza.

Problemi di rendimento e ottimizzazione dei condensatori

Ottimizzare i condensatori per le applicazioni di energia eolica richiede anche il miglioramento delle turbine eoliche. D’altra parte, l’efficienza delle turbine è di fronte a una serie di sfide: hanno bisogno di estrarre potenza a basse velocità del vento e con profili di vento oscillante in modo da mantenere un rendimento adeguato, garantire una qualità adeguata di energia per far funzionare apparecchi e l’impianto elettrico deve essere costruito per ridurre al minimo le perdite e mantenere un’alta efficienza ed affidabilità.

La sfida della qualità di potenza delle turbine eoliche deriva dal continuo e talvolta rapido cambiamento di velocità del vento. Un certo numero di controlli aerodinamici e un generatore sono stati proposti per ridurre al minimo tali effetti, ma l’uscita resta soggetta a fluttuazioni, armoniche e interruzioni. Il mercato dell’energia eolica utilizza varie tecniche per fornire il potere regolato direttamente dagli utenti finali o dai sistemi di rete. Molti dei sistemi elettronici inverter fanno uso di inverter, utilizzando un collegamento a corrente continua con condensatori elettrolitici e condensatori con film di polipropilene, come la tecnologia a film di polipropilene MKP metallizzato, per smussare le tensioni DC-link con il convertitore di frequenza.
I condensatori in uso per regolare la tensione DC-link hanno tipicamente un elevato indice di tensione e sono assemblati in un banco di condensatori. Essi hanno anche un elevato ripple di corrente, la capacità per sopportare le differenze di carico ed eseguire in modo affidabile una lunga durata di servizio. I valori di capacità e di tensione, i più importanti tra gli altri parametri, possono essere consegnati per soddisfare le esigenze di applicazione. Ci sono prodotti standard sviluppati per questi requisiti come Vishay BCcomponents serie 102. Inoltre, le soluzioni personalizzate regoleranno la domanda di un efficace rapporto costo-prestazioni per ogni applicazione tipica. I condensatori da utilizzare in un link appropriato DC sono in genere i dispositivi di alluminio elettrolitico di Vishay.

Il rifasamento delle turbine per ottimizzare i condensatori

Il rifasamento e la correzione del fattore di alimentazione (PFC) è una funzione comune a tutte le turbine eoliche, indipendentemente dalle dimensioni, dal rating o dall’applicazione. A causa della loro bassa perdita e della densità di energia elevata, i condensatori AC in corrente MKP al polipropilene metallizzato con tecnologia a film sono i più adatti per il rifasamento.

Per le turbine a vento e altri impianti che possono essere destinati a collegare alla rete, il PFC è un obbligo giuridico. Questo è necessario per mantenere l’efficienza nella rete di trasmissione e per prevenire il danneggiamento di altre apparecchiature collegate. Nei sistemi non destinati al collegamento con la griglia, la PFC aiuta a massimizzare l’efficienza e la qualità dell’energia. La natura variabile di AC generati dal rotore significa che le turbine eoliche hanno bisogno di grandi banche di condensatori che vengono accesi dentro e fuori del circuito sotto il controllo di un sistema di supervisione che continuamente controlla il fattore di potenza reale contro il bersaglio.

I produttori di componenti stanno prendendo in considerazione le esigenze particolari di applicazioni di energia eolica. Ad esempio, la necessità di ridurre al minimo le perdite per quanto possibile è stimolante per nuove interconnessioni e meccanismi di protezione. In precedenza, molte batterie di condensatori per PFC sono state costruite con i condensatori MKP provvisti di spirale per ridurre la corrente di spunto registrato da ciascun condensatore. Questo ha migliorato l’efficienza complessiva delle turbine eoliche.

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