ヨー駆動

風力タービンの主要部品の概略図。ヨーシステムは風力タービンのナセルとタワーの間にあります

ヨードライブは、水平軸風力タービンヨーシステムにおける重要な構成要素です。風力タービンが常に最大限の電力を発電できるように、風向の変化に応じてローターを風上に向けたままにするためにヨードライブが使用されます。これは、水平軸ローターを備えた風力タービンにのみ適用されます。ローターが風に対して一直線になっていない場合、風力タービンはヨーエラーが発生していると言われます。ヨーエラーとは、風のエネルギーのうちローター領域を通過する割合が低いことを意味します(生成されるエネルギーは、ヨーエラーの 余弦にほぼ比例します)。

歴史

18世紀の風車がナセルの回転によってローターの向きを変える機能を備えていた当時、回転モーメントを供給できる駆動機構が必要でした。当初、風車はナセルから地面まで伸びるロープや鎖を使用し、人力や動物の力でナセルを回転させていました

もう一つの歴史的な革新はファンテイルである。この装置は実際には複数のブレードを備えた補助ローターであり、メインローターの風下側、ナセルの背後に、メインローターのスイープ面に対して約90°の方向に配置された。風向が変わるとファンテイルが回転し、その機械的動力がギアボックス(およびギアリムとピニオンの噛み合い)を介して風車のタワーに伝達される。この伝達機構の効果として、ナセルは風の方向に向かって回転し、ファンテイルが風に向かわなくなるため回転が停止する(つまり、ナセルは新しい位置で停止する)。[ 1 ]

現代のヨー駆動装置は、電子制御されており、大型の電動モーター遊星ギアボックスを備えていますが、古い風車のコンセプトと非常によく似ています。

種類

ヨー駆動装置の主なカテゴリーは

コンポーネント

典型的なヨードライブの概略図

ギアボックス

ヨー駆動のギアボックスは、非常に大きなモーメントを処理しながら最小限のメンテナンスで、風力タービンの寿命全体(約20年)にわたって確実に機能することが求められるため、非常に重要な部品です。ほとんどヨー駆動ギアボックスは風力 タービンナセルの回転に必要な巨大な回転モーメントを生成するために、入力と出力の比が2000:1の範囲にあります

ギアリムとピニオン

内側にを持つギアリムの概略図。ギアリムは4つのヨー駆動ピニオンと噛み合います。

ヨー駆動装置のギアリムとピニオンは、ヨー駆動装置からの回転モーメントを最終的にタワーに伝達し、風力タービンナセルをタワー軸(Z軸)を中心に回転させる部品です。ギアリムの主な特徴は、その大きな直径(多くの場合2m以上)と、の向きです。

外面にがあるギアリムは、ピニオンとの組み合わせで減速比が高くなるという利点があり、また、内があるギアリムに比べて加工コストが削減されます。

関連項目

参考文献

  1. ^風力発電所、R. Gasch および J. Twele、Solarpraxis、 ISBN 3-934595-23-5

参考文献

  • 風力発電所、R. ガッシュ、J. トゥウェレ著、Solarpraxis、ISBN 3-934595-23-5
  • 風力エネルギーハンドブック、T.バートン[他]、ジョン・ワイリー・アンド・サンズ社、ISBN 0-471-48997-2