Spør en energirådgiver!

Vindenergi

hvordan fungere en generator ?
Hvordan er den bygd opp ?

N.T.H. (18.01.2007)

Svar:

Hei!
Generelt kan man si at en elektrisk generator bruker elektromagnetisme til å omforme bevegelsesenergi til elektrisk energi.
For å få dette til, kan man enten rotere et magnetfelt forbi elektriske viklinger (dvs. ledninger som er surret i en kveil) - eller man kan rotere elektriske viklinger i et magnetfelt.

Sender man elektrsik strøm gjennom en oppkveilet ledning (en "spole"), vil den ene enden av viklingen bli magnetisk nordpol mens den andre enden blir magnetisk sydpol. Man kan altså lage en magnet med strøm. Motsatt kan man også lage strøm med en magnet.

Hvis man husker de gamle sykkeldynamoene, så er de typiske eksempler på at man har en permanent magnet med nordpol og sydpol som står fast (i ro) og omslutter en viklet ledning som kan rotere fritt i midten. For at man ikke skal kveile opp mer og mer ledning, er begynnelsen og slutten av viklingen koblet til via sleperinger (børster). Det hele sitter på en aksling som har et lite hjul i enden, som igjen kunne drives rundt av sykkelhjulet.

Når sykkelhjulet driver rundt akslingen på dynamoen, vil magnetfeltet gjennom viklingene endre seg. (Den delen som snurrer rundt inne i generatoren, kalles "rotoren") Nå er den elektromagnetiske fysikken slik at elektronene i viklingen vil forsøke å opprettholde magnetfeltet. De beveger seg altså for å kompensere for magnetfeltet som forsvant - eller de beveger seg for å motvirke magnetfeltet som bygges opp. (De er i det hele tatt svært konservative i enhver sammenheng.. :-) I begge tilfeller har dette resultert i at man har produsert elektrisk strøm. Avhengig av hvilke konstruksjonsprinsipp man har valgt, har man enten laget en likestrøm eller en vekselstrøm.

En vanlig norsk vannkraftgenerator vil vanligvis ha viklingene (spolene) fastmontert på utsiden av rotoren, mens det er mangeten som er rotor og snurrer rundt. Denne magneten er vanligvis "laget med strøm", ved at det er koblet en likestrømsgenerator på (øverste) enden av generatorakslingen.

Den typiske norke vannkraftgeneratoren lager et magnetfelt som går i takt (synkront) med den norske nettfrekvensen på 50 Hz. Strømmen som oppstår i viklingene vokser og synker (synkront) i takt med dette magnetfeltet, og derfor kalles den en "synkrongenerator".

En elekrisk motor kan være bygget på et prinsipp der et roterende magnetfelt i viklingene rundt rotoren forsøker å "dra med seg" rotoren. Jo tregere rotoren er å følge med, dess mer magnetisk kraft virker på rotoren.
Siden rotoren henger etter ("sakker" og er usynkron med) magnetfeltet i stator (viklingene som står i ro rundt), kalles dette prisnippet en "asynkron motor".
Kjører man en asynkron motor "motsatt" (ved å dreie rundt rotor), vil den bli en asynkron generator.

En vindkraftgenerator kan være bygget etter alle prisnippene vi har nevnt her. Ofte kan det også være gir som omformer turtallet på rotorakslingen til et turtall som passer nettfrekvensen, og i andre tilfeller kan man bruke kraftelektronisk frekvensomformer for å levere strøm med rett nettfrekvens. (Hvis man ikke "går i takt", altså leverer nettfrekvens, vil generatoren "jobbe mot" alle de andre kraftverkene i Norge og Sverige. Og da taper den...(den vil i praksis kortslutte) )

Forskjellen er ellers at det er vindpropellen som driver rotoren, og ikke et vannhjul.

Se mer på
www.kraftskolen.no
www.kraftverk.net
http://www.ept.ntnu.no/vk/
www.statkraft.no
www.miljolare.no


Med vennlig hilsen
Øistein Qvigstad Nilssen

Svartjenesten enova (22.01.2007)