Liukurengasgeneraattorin käyttö tuulivoimalassa
Gustafsson, Frans (2017)
Gustafsson, Frans
Tampereen ammattikorkeakoulu
2017
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2017112417963
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2017112417963
Tiivistelmä
Opinnäytetyön tarkoituksena oli tutkia liukurengaskoneen käyttöä tuulivoimageneraattorina ja rakentaa sen pohjalta laboratoriotyö Tampereen ammattikorkeakoulun sähkövoimatekniikan suuntautumiseen. Opinnäytetyö muodostettiin osaksi Tampereen ammattikorkeakoulun sähkövoimatekniikan laboratorion mittausympäristöä, ja laboratoriotyö otetaan käyttöön uusiutuvia energiamuotoja käsittelevässä kurssikokonaisuudessa.
Laboratoriotyön tarkoitus oli tutkia liukurengaskoneen erilaisia käyttötapoja tuulivoimalassa. Ensimmäinen tutkittava käyttötapa kuvasi vakionopeuksista tuulivoimalaa, sillä liukurengaskonetta käytettiin generaattorina tilanteessa, jossa liukurengaskoneen roottoripiiri oikosuljettiin. Tämä tilanne vastasi tavallisen oikosulkugeneraattorin toimintaa. Seuraavissa vaiheissa siirryttiin vakionopeuksisesta tuulivoimalasta rajoitetusti muuttuvanopeuksiseen voimalatyyppiin. Toisessa vaiheessa roottoripiiriin tuotiin ulkoiset vastukset ja tutkittiin, miten roottoripiirin resistanssin muuttaminen vaikuttaisi liukurengaskoneen akselin pyörimisnopeuteen. Laboratoriotyön viimeisessä osassa tutkittiin kaksoissyötettyä rajoitetusti muuttuvanopeuksista tuulivoimalakäyttöä (DFIG).
Tavallisen oikosulkukoneen käyttö tuulivoimalan generaattorina ei ole aina kannattavaa, sillä roottorin vakionopeuksisuus heikentää väistämättä kokonaishyötysuhdetta vaihtelevilla tuulennopeuksilla. Laboratoriotyön tarkoitus on tutkia ja todistaa, miten erilaisilla generaattorikäytöillä saadaan suurempi osa tuulennopeuksista hyödynnettyä.
Opinnäytetyössä onnistuttiin, sillä Tampereen ammattikorkeakoulun sähkövoimatekniikan laboratorioon saatiin rakennettua toimiva mittausympäristö, jossa voidaan tutkia liukurengasgeneraattorin toimintaa. Opinnäytetyössä pystyttiin myös todistamaan, miten erilaisilla generaattorikäytöillä saadaan hyödynnettyä paremmin eri tuulennopeudet.
Laboratoriotyön tarkoitus oli tutkia liukurengaskoneen erilaisia käyttötapoja tuulivoimalassa. Ensimmäinen tutkittava käyttötapa kuvasi vakionopeuksista tuulivoimalaa, sillä liukurengaskonetta käytettiin generaattorina tilanteessa, jossa liukurengaskoneen roottoripiiri oikosuljettiin. Tämä tilanne vastasi tavallisen oikosulkugeneraattorin toimintaa. Seuraavissa vaiheissa siirryttiin vakionopeuksisesta tuulivoimalasta rajoitetusti muuttuvanopeuksiseen voimalatyyppiin. Toisessa vaiheessa roottoripiiriin tuotiin ulkoiset vastukset ja tutkittiin, miten roottoripiirin resistanssin muuttaminen vaikuttaisi liukurengaskoneen akselin pyörimisnopeuteen. Laboratoriotyön viimeisessä osassa tutkittiin kaksoissyötettyä rajoitetusti muuttuvanopeuksista tuulivoimalakäyttöä (DFIG).
Tavallisen oikosulkukoneen käyttö tuulivoimalan generaattorina ei ole aina kannattavaa, sillä roottorin vakionopeuksisuus heikentää väistämättä kokonaishyötysuhdetta vaihtelevilla tuulennopeuksilla. Laboratoriotyön tarkoitus on tutkia ja todistaa, miten erilaisilla generaattorikäytöillä saadaan suurempi osa tuulennopeuksista hyödynnettyä.
Opinnäytetyössä onnistuttiin, sillä Tampereen ammattikorkeakoulun sähkövoimatekniikan laboratorioon saatiin rakennettua toimiva mittausympäristö, jossa voidaan tutkia liukurengasgeneraattorin toimintaa. Opinnäytetyössä pystyttiin myös todistamaan, miten erilaisilla generaattorikäytöillä saadaan hyödynnettyä paremmin eri tuulennopeudet.