기능
전기 시스템은 발전기로부터 전기 에너지를 받아 전압과 진동수 조정 후 풍력발전단지의 배전 시스템으로 전송한다.
비용*
전기 시스템 비용은 나셀 비용에 포함된다.
공급업체
일본 공급업체
Hitachi Energy, Mitsubishi Electric Corporation, and Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation.
한국 공급업체:
ABB, 두산, 이엔테크, 효성, 산일, XEMC.
주요 정보
모든 풍력 터빈의 타워 베이스에는 제어 패널이 있어 유지보수 직원이 터빈을 오르지 않고도 현장에서 터빈을 제어할 수 있다. 타워 베이스 근처 공간에 컨버터 및 냉각 시스템을 포함한 다양한 동력인출장치를 장착하는 터빈이 많다.
대부분의 풍력 터빈은 AC-DC-AC 전력 변환기를 통해 내부망에 연결된 가변속 발전기가 있다. 다양한 발전기/변환기 아키텍처가 사용된다. 전력 밀도가 높은 IGBT(절연 게이트 양극성 트랜지스터) 기반 전력 변환기는 물로 냉각되는 경우가 많다.
전력 변환기 설계의 핵심은 풍력 터빈 고장 시 전력망을 지원하고 안정화하며, 필요시 무효전력을 공급하거나 소비할 수 있도록 전력망 사업자가 설정한 요구 사항을 충족하는 것이다(자세한 내용은 B.4 및 B.5 참조). 일부 변환기는 타워 헤드 질량을 줄이기 위해 나셀과 하부 타워 섹션으로 나눌 수 있다.
터빈 전압 출력이 풍력발전단지의 전압 출력과 일치하지 않는 경우 변압기는 종종 나셀에 배치되거나 때로는 타워 베이스에 배치된다. 일반적으로 풍력발전단지 주변에 분배하기 위해 저전압(0.69kV~3.3kV)에서 66kV로 변환되며 구체적인 부식, 환경, 화재 안전 요건을 준수해야 한다.
고정식 해상 풍력 터빈보다 타워 헤드 질량에 대한 프리미엄이 높기 때문에 부유식 시장이 성장하는 경우, 변환기와 변압기는 타워 베이스에 위치할 것으로 예상된다.
스위치기어는 풍력발전단지 배전 전압까지 소형화 및 안전성을 위한 가스 절연 모델 등 풍력 터빈 용도로 특별히 설계되었다.
다운타워 케이블은 케이블이 꼬일 수 있도록 배선되어, 나셀이 요 시스템에 의해 2회의 완전한 회전을 완료한 후 꼬임을 푸는 작업이 필요하다.
출입문을 통해서만 타워 베이스 안쪽으로 접근할 수 있다. 따라서 변압기가 타워 베이스에 설치되는 경우, 실패할 때를 대비해 반드시 문을 통해 교체할 수 있게 해야 한다.
민감한 전기 시스템이 타워 베이스에 배치되는 경우, 전용 공조 시스템으로 보호된다.
일반적으로 터빈 공급업체가 전기 부품 및 케이블을 타워 제조업체에 공급하여 장착한다.
구성 요소
- 케이블
- 통신 시스템
- 제어 시스템
- 전력 변환기
- 변압기
- 스위치기어