Vindkraftverk generator

[alexanderson]

Wikipedia ger dålig information om generatorer i vindkraftverk.
Vilka generatortyper är vanliga i Svenska vindkraftverk ?
Hur stor är prisskillnaden för SmCo och NdFeB magneter ?
Hur många kg magnetmaterial finns i ett vanligt vindkraftverk.

[danei]

Jag förstår inte riktigt frågan. Det som används i i princip allt är trefas separatmagnetiserade synkrongeneratorer.
Det gäller från bilgeneratorer och uppåt.
Enfas elverk utan inverter har enfasgenerator.
Cyklar och äldre mopeder enfas permanentmagnetiserat (inte dynamo).

[alexanderson]

Vad menar Du med separatmagnetiserad ? Magnetiserad med likström eller med permanentmagneter ? Detta ger väl en viss skillnad i pris och verkningsgrad ?

[danei]

Jag menar att de magnetiseras med en elektromagnet.

[Icecap]

I t.ex. en bilgenerator sker magnetiseringen vid att rotorn kan magnetiseras med DC. Den DC regleras av "blocket" som kolen sitter i.

Statorn är lindat som en 3-fas generator och i generatorn (oftast) finns det dioder i herr-klass som ger ström ut.
Det finns även mindre dioder som likriktar till magnetiseringsströmmen separat.

Detta princip kan rimligt enkelt skalas upp efter behov.

[alexanderson]

Jag hittade nu en artikel på nätet där det framgår att ett 3MW vindkraftverk innehåller 335 ton stål, 4,7 ton koppar, 3 ton aluminium och 2 ton sällsynta jordartsmetaller.
Eftersom effekten från ett vindkraftverk är beroende av kuben på vindhastigheten, skulle en likströmsmagnetiserad generator förbruka mycket magnetiseringsenergi vid låga vindhastigheter. Kanske finns det ändå några sådana i Sverige.
Likstömsmagnetisering är bra vid vattenkraftverk, gasturbinkraftverk och kärnkraftverk.

[toolbox]

Bil/båt-generator:

[adent]

Jag hittade nu en artikel på nätet där det framgår att ett 3MW vindkraftverk innehåller 335 ton stål, 4,7 ton koppar, 3 ton aluminium och 2 ton sällsynta jordartsmetaller.
Eftersom effekten från ett vindkraftverk är beroende av kuben på vindhastigheten, skulle en likströmsmagnetiserad generator förbruka mycket magnetiseringsenergi vid låga vindhastigheter. Kanske finns det ändå några sådana i Sverige.
Likstömsmagnetisering är bra vid vattenkraftverk, gasturbinkraftverk och kärnkraftverk.

Har du länk till den artikeln? Spontant lät 2 ton jordartsmetaller som jättemycket, men vad vet jag.

Edit: Enligt denna länken så går det åt ungefär 400kg magneter per MW vindkraft. Varav 1/3 är sällsynta jordartsmetaller.
https://www.energimyndigheten.se/48ff35 ... 210127.pdf

Citat ur ovan.
"T ex har Siemens och Alstom vindkraftverk på runt 6 MW som använder runt 650 kg permanentmagneter per installerad MW och Vestas har ett vindkraftverk på 8 MW som använder cirka 160 kg permanentmagneter per installerad MW. Senvion och Enercon har däremot vindkraftverk med liknande installerad effekt utan permanentmagneter. Ungefär en tredjedel av permanentmagnetens viktutgörs av sällsynta jordartsmetaller."

Så i bästa fall 8MW*160kg/MW*(1/3) = 426kg. Ändå mer än jag trodde.

Edit2: Med den sämre siffran ovan så blir det ju mer likt 2 ton, dock för dubbla effekten, Men kanske skillnad på gamla och nya också.

[alexanderson]

Det finns två typer av vindkraftverk. Med och utan växellåda. De utan växellåda innehåller en lågvarvig och dyr generator.
Jag hittade en annan artikel.
En 60MW vindkraftspark innehåller 6560 ton stål, 104 ton aluminium, 292 ton koppar samt 40 ton NdFeB magneter.

[Prins Valiant]

Jag kan tycka att det skulle vara intressant att veta nästa steg i processen. Vad jag förstår är ju inte generatorn direktkopplad och synkad mot nätet. Den producerar en varierande frekvens p.g.a. varvtal, och hade den varit direktkopplad, hade den i värsta fall blivit en motor med en jättepropeller när vinden försvinner.
Vad kommer ut ur denna trefas separatmagnetiserade synkrongeneratorer. Vad jag förstår används en slags inverter för att vindkraftverket skall kunna kopplas mot nätet.

[danei]

Det likriktas och omvandlas åter till växelspänning i en växelriktare. På liknande sätt som solkraften.

[alexanderson]

Det har uppfunnits alternativa lösningar för vindkraftverk. Om dessa fått praktisk användning känner jag ej till.
1) Statorn direkt ansluten till elnätet. Den släpringade rotorn ansluten till nätet via en AC/AC omvandlare.
2) Ett vindkraftverk som via en differential driver två generatorer. En synkrongenerator med fast varvtal direkt ansluten till nätet samt en synkrongenerator/motor som kan rotera medsols eller motsols ansluten till nätet via en AC/AC omvandlare.
Med dessa metoder klarar man sig med en mindre AC/AC omvandlare.

[Haralt]

Dansken var tidigt ute med vindkraftverk. På ca 1980-talet hade de vanliga asynkronmotor som generator. Men då behövdes en växellåda för att få upp varvtalet så frekvensen 50 Hz uppnåddes. En vindrotor snurrar ju inte så snabbt som 750 varv/min eller 1500.
Växellådorna pajade pga hårt slitage. Numer är det nog så att växelströmmen från vindkraftgeneratorn omvandlas till likström och sedan omriktas åter till växelström med den frekvens som önskas. Ingen växellåda behövs då.
På 1980-talet fanns inte sådan kraftelektronik så kW eller MW kunde omriktas.

[Glenn]

Är det ingen växellåda numer a? jag har stet nån youtubefilm där dom byter olja i växellådan på en vindkraftsnurra, såg inte ut att vara nåt omodernt ?

[danei]

Det finns direktdrivna. Men det vanligaste är att man har växellåda. Det blir väldigt stor diameter på generatorn om den ska fungera med så långt varvtal som det är på turbinerna.