Pentru optimizarea puterii debitate în reţea, în funcţie de viteza vântului, este de dorit ca să se poată regla viteza de rotaţie a eolienei. Ideea de bază este de a realiza un generator cu frecvenţă fixă, dar cu viteză variabilă. Generatorul cu viteză variabilă ar permite funcţionarea pentru o gamă mult mai largă a vitezei vântului, deci recuperarea unei cantităţi mai mari din energia vântului, reducând în acelaşi timp zgomotul pe durata intervalelor cu vânt slab. În cazul eolienelor cu viteză variabilă, sistemul este reglat astfel încât, pentru fiecare viteză a vântului, eoliana să funcţioneze la puterea maximă. Este ceea ce se numeşte Maximum Power Point Tracking (MPPT). Pentru o anumită viteză de rotaţie a eolienei, puterea maximă se obţine în concordanţă cu caracteristica eolienei P(Ω).

Viteza de rotaţie se poate modifica în limite largi (într-un domeniu de până la 3), prin modificarea frecvenţei de alimentare a maşinii.
Sistemele eoliene cu viteză variabilă ce funcţionează conectate la reţea, utilizează convertoare statice de tensiune şi frecvenţă (CSTF) .

Convertoare statice de tensiune şi frecvenţă (CSTF)

Prin modificarea vitezei, frecvenţa şi amplitudinea tensiunii la ieşirea generatorului sunt variabile. Pentru conectarea la reţea, energia electrică trebuie transformată şi adusă la parametrii constanţi ai reţelei. În acest scop se utilizează convertoare statice de tensiune şi frecvenţă, interpuse între generator (sincron sau asincron) şi reţea. Acesta transformă energia de curent alternativ în curent continuu, generează energie de curent alternativ, ce este filtrată pentru asigura conectarea cu reţeaua de distribuţie, fără a produce perturbarea acesteia. Generatoarele astfel echipate pot suporta rafale ale vântului, reducând solicitările mecanice.
Lanţul de conversie va cuprinde:

• generatorul
• convertorul static de tensiune şi frecvenţă, compus din:
• convertor c.a.-c.c. (redresor) (1)
• Se utilizează redresoare necomandate, cu diode, în cazul generatoarelor sincrone. Acestea sunt convertoare unidirecţionale.
  
  În cazul generatoarelor asincrone, se utilizează redresoare cu comandă în durată. Acestea pot furniza şi energia reactivă necesară magnetizării
• convertor c.c.-c.a. (invertor) (2)
  Prin comanda acestuia, se poate regla frecvenţa şi valoarea eficace a energiei, astfel încât să se poată realiza conectarea la reţea. Se preferă utilizarea invertoarelor cu modulaţie în durată, deoarece calitatea energiei furnizate este mai bună (conţinut mai redus de armonici).

Comanda acestor convertoare se realizează cu plăci de comandă numerice specializate, implantate în PC.
Controlul transferului de putere între redresorul cu modulaţie în durată şi invertor se realizează prin controlul circuitului intermediar de c.c. Acesta conţine un condensator de valoare importantă, ce asigură atât filtrarea tensiunii, cât şi caracterul de sursă de tensiune al circuitului intermediar.

Sistemele cu viteză variabilă

Se vor prezenta:

• Montarea a două generatoare
  
  
• Generator cu număr variabil de poli
  
  
• În cazul generatoarelor asincrone, datorită alunecării, există posibilitatea funcţionării acestora cu uşoare variaţii de viteză. Sunt posibile mai multe configuraţii:
  
  
• maşină asincronă (MAS) şi reostat în circuitul rotoric
  
  
• maşină asincronă cu dublă alimentare (MADA) şi convertor dublu cu modulaţie în durată
  
  
• maşină asincronă cu rotor în scurtcircuit
  
  
• Pentru generatoarele sincrone:
  
  
• maşină sincronă (MS) cu multiplicator şi convertor în stator

Se poate renunţa la multiplicatorul mecanic, dacă se utilizează un generator sincron cu număr mare de poli (turaţie mică de sincronism). Amintim că, pentru maşina sincronă:

Sunt posibile două soluţii, ambele referitoare la tehnologia de realizare a rotorului:

• rotorul bobinat
  
  
• rotorul cu magneţi permanenţi