Vėjo jėgainių galios kontrolė yra suprojektuota, kad pagamintų elektros energiją tiek pigiai kiek galima. Vėjo jėgainės yra apskritai projektuojamos, taip kad duotų maksimalią vėjo produkciją. Nemokama, suprojektuoti jėgaines, kurios maksimizuotų jų produkciją stipresniuose vėjuose, todėl, kad stiprūs vėjai yra reti, beto, prie stipresnių vėjų reikia išeikvoti papildomos vėjo energijos dalį, kad išvengtų vėjo turbinos sugadinimo. Taigi, visos vėjo jėgainės yra suprojektuotos su tam tikros rūšies galios kontrole.
Yra du skirtingi būdai padaryti tai saugiai ant šiuolaikinių vėjo turbinų.
Ant metimo kontroliuoja vėjo jėgainę, jėgainės elektroninis reguliatorius tikrina jėgainės atiduodamąją galią kelis kartus per sekundę. Kai atiduodamoji galia tampa per aukšta, ji siunčia užsakymą į ašmenų metimo mechanizmą, kuris nedelsiant perduoda (pasuka) galią rotoriaus ašmenims truputį iš vėjo. Priešingai, kai ašmenys yra pasukti atgal į vėją, kad ir kada vėjas krinta vėl. Rotoriaus ašmenys tokiu būdu turi sugebėti apversti savo išilginę ašį (kad perduotų). Per normalų eksploatavimą ašmenys mes frakciją laipsnio laiku - ir rotorius pasisuks tuo pačiu metu. Metimo kontroliuotos vėjo turbinos projektavimas reikalingas, kad kažkoks protingas projektavimas įsitikintų, kad rotoriaus ašmenys meta tiksliai reikalingą kiekį. Ant metimo kontroliuotos vėjo jėgainės, kompiuteris apskritai mes ašmenis keli laipsniai kiekvieną kartą vėjo pakeitimai, kad sulaikytų rotoriaus ašmenis ant optimalaus kampo, kad maksimizuotų produkciją visiems vėjo greičiams. Metimo mechanizmas yra paprastai valdomas, naudojant hydrauliką.
Kontroliuotos vėjo jėgainės turi rotoriaus ašmenis, užrakintas ant centro ant pastovaus kampo. Rotoriaus ašmenų profilio geometrija buvo aerodinamiškai suprojektuota, kad garantuotų, kad tokiu momentu kai vėjo greitis tampa per aukštas, tai kuria audringumą ant pusės rotoriaus ašmenų, kurios nestovi prieš vėją. Ši pertvara trukdo kylančiai rotoriaus ašmenų jėgai nuo veikimo ant rotoriaus. Jei jūs perskaitėte skyrių apie aerodinamiką ir aerodinamiką ir kioską, jūs suprasite, kad kaip tikras vėjo greitis rajono padidėjime, rotoriaus ašmenų atakos kampas padidės, iki kažkokiame punkte tai pradeda sustoti. Jei jūs pažiūrėsite artimai į rotoriaus ašmenis kiosko kontroliuotai vėjo jėgainei, jūs pastebėsite, kad ašmenys yra susuktos truputį, kadangi jūs paeinate jos išilginė ašis. Tai dalinai padaroma, kad garantuotų, kad rotoriaus ašmenys sustoja palaipsniui, o ne staiga kai vėjo greitis siekia savo kritišką vertę. (Kitos priežastys ašmenų susukimo yra paminėtos ankstesniame skyriuje apie aerodinamiką). Pagrindinis kiosko kontrolės pranašumas yra toks, kad kiekvienas vengia judančių dalių rotoriuje savarankiškai, ir sudėtingos kontrolės sistemos. Antra, kiosko kontrolė atstovauja labai sudėtingai aerodinaminei projekto problemai, ir susietiems projekto iššūkiams struktūrinėje dinamikoje visos vėjo jėgainės, pavyzdžiui kad išvengtų kiosku sukeltos vibracijos. Apytiksliai du trečdaliai vėjo turbinų, šiuo metu įdiegtų pasaulyje, yra būdelės kontroliuojamos mašinos.
Aktyvi kontroliuotos vėjo jėgainės dėžutė
Didėjantis didesnių vėjo turbinų skaičius (1 MW ir viršuje) yra vystomas su aktyviu būdelės galios kontrolės mechanizmu. Techniškai aktyvios mašinos primena metimo kontroliuotas mašinas, kadangi jie turi statčius ašmenis. Kad gautų protingai didelį sukimo momentą (jėgos virtimas) žemais vėjo greičiais, mašinos bus paprastai programuojamos, kad perduotų, jų ašmenys daug kaip metimas kontroliavo mašiną žemais vėjo greičiais. (Dažnai jie naudoja tiktai kelis pastovius žingsnius priklausomai nuo vėjo greičio). Kai mašina pasieks savo nominalią galią, tačiau, jūs pastebėsite, kad svarbus skirtumas nuo metimo kontroliavimo mašinas: Jei generatorius bus apie būti perkrautas, mašina mes savo ašmenis priešinga kryptimi nuo to, ką metimo kontroliuota mašina daro. Kitaip tariant, tai padidins rotoriaus ašmenų atakos kampą, kad priverstų ašmenis įeiti į gilesnį kioską, tokiu būdu eikvojant papildomą energiją vėjuje. Vienas iš aktyvaus kiosko pranašumų yra, kad kiekvienas gali kontroliuoti atiduodamąją galią tiksliau negu su pasyviu kiosku, kad išvengtų nepataikyti į nominalią valdžią mašinos vėjo šuoro pradžioje. Kitas pranašumas yra toks, kad mašinai gali vadovauti beveik tiksliai nominalioje valdžioje visais stipraus vėjo greičiais. Normalaus pasyvaus kiosko kontroliuota vėjo jėgainė paprastai turės lašą elektros energijos produkcijoje aukštesniems vėjo greičiams, kadangi rotoriaus ašmenys įeina į gilesnį kioską. Metimo mechanizmas yra paprastai valdomas, naudodamas hydraulics ar elektriniai stepper varikliai. Kaip su metimo kontrole tai yra didžia dalimi ekonominis klausimas, ar verta užmokėti už pridėtą mašinos sunkumą, kai ašmenų metimo mechanizmas yra pridėtas.
Kiti galios kontrolės metodai
Kai kurios vyresnės vėjo turbinos naudoja eleronus (atvartai), kad kontroliuotų rotoriaus galią, taip pat kaip lėktuvo naudojimo atvartai, kad pakeistų sparnų geometriją, kad aprūpintų papildomą pakėlimą pakilime. Kita teoriška galimybė nukrypsta nuo kurso rotorius dalinai iš vėjo, kad sumažintų valdžią. Ši nukrypimo nuo kurso kontrolės technika yra praktiškai panaudota tiktai mažytėms vėjo turbinoms (1 kW ar mažiau), kadangi tai paveikia rotorių prie cikliškai įvairios įtampos, kuri gali galų gale sugadinti visą struktūrą.
