Primerjava med asinhronim generatorjem in sinhronskim generatorjem
V Nemčiji se je leta 1980 rodila prva velika vetrna energija s spremenljivo hitrostjo (3 MW, premer rotorja do 10 m), vendar projekt ni bil zelo uspešen zaradi mehanskih težav. V tistem času je bil strošek električnih naprav precej visok. Zato je oprema za proizvodnjo energije vetra pogosto uporabila dvojno napajani asinhronski generator z majhnim zdrsom, da bi prihranila stroške pretvornika.
750kw spremenljiva hitrost ali večja vetrna energija, ki je bila dejansko uporabljena za komercialno obratovanje, se je rodila na Danskem in v Nemčiji leta 1995.
Tovarna Dennis Equipment je začela s projektiranjem vetrne energije s stalno hitrostjo. To je predvsem posledica dejstva, da je hitrost vetra na Danskem relativno stabilna v primerjavi z Nemčijo. Vendar pa so za vetrne turbine nad 1 MW sprejele tudi preusmeritveno shemo zaradi problema konstrukcije menjalnika. Toda na začetku je Dennisova tovarna opreme še vedno uporabljala majhno drsenje, zato je sistem z dvojnim krmljenjem bolj ekonomičen.
Leta 1988 je bila prva vetrna elektrarna z močjo 50 kW opremljena s sinhronskim generatorjem in šestim impulznim pretvornikom. Kasneje je bil uporabljen 12-impulzni pretvornik, vendar zaradi harmoničnega popačenja ta tehnika ni trajala. Asinhroni sistem z dvojnim napajanjem 750 kW se je začel leta 1993, kjer je drsni obroček problematičen. Generatorji, ki jih proizvaja velika avstralska družba, so bili tudi petkrat spremenjeni, vendar je čas delovanja še manj kot dva meseca. Leto kasneje so opustili dvojno napajani asinhroni sistem in nadomestili asinhroni generator s sinhronim generatorjem. Ugotovili smo, da ker je struktura sinhronega sistema enostavnejša, stroški pretvornika sinhronega sistema niso višji od stroškov dvojno napajanega asinhronega sistema.
Na sliki 1 je prikazano vezje sistema: sinhronski generator, diodni usmerjevalni most, ojačevalnik priključen na DC vodilo in pretvornik IGBT.
Na sliki 2 lahko vidimo: asinhroni generator z drsnim obročem, IGBT usmerjevalnim mostom, enosmernim vodilom in pretvornikom IGBT. Nekatera podjetja uporabljajo sistem.
Druga prednost pretvornika na strani omrežja je značilnosti pretvornika, ko se napetost omrežja zelo hitro spremeni.
Dvojno napajani sistem deluje dobro, če sta napetost in frekvenca omrežja stabilni. Pri uporabi dvojno napajanega sistema, ko se omrežna napetost nenadoma spremeni s 100% na 60%, se bo tok IGBT na strani generatorja povečal na 4-kratni nazivni tok, navor vrtilne gredi pa se bo povečal tudi na 4-kratni nazivni navor. V tem času bo menjalnik uničen. Če ne želite uporabljati zelo velikih IGBT-jev in želite, da se celoten sistem med prenapetostmi ne poškoduje, potem morate na strani generatorja uporabiti vodilo. Pri uporabi vetrne energije moramo upoštevati življenjsko dobo IGBT. Da bi izboljšali zanesljivost voznikov vetrne energije, morajo IGBT imeti visoko zmogljivost obratovalnega cikla. V tej aplikaciji je tehnologija SKIIP (brez bakrovega substrata, tehnologija stiskanja) zelo priljubljena, v industriji vetrne energije prevladuje SEMIKRON.
