A modern szélgenerátorok "felkészülnek" a szél befogadására jóval azelőtt, hogy megjelent volna

A cikk új berendezéseket ír le, amelyek lehetővé teszik a szélgenerátorok számára, hogy automatikusan alkalmazkodjanak a légáramhoz.

Úgy tűnik, hogy a szélenergia gyűjtése egyszerű kérdés. A levegő áthalad a turbina lapátain, és forgatni tudja. A turbina hajtja a generátort. A generátor áramot termel. De valójában nem minden olyan egyszerű.

A szélgenerátorokat meghibásodás nélkül telepítik arra a helyre, ahol a vihar gyakran dühöng. Erős szél megrongálhatja vagy akár megsemmisítheti a turbinákat, ha rossz szögben vannak. Finomítani kell azokat úgy, hogy az erőteljes széllökések forogjanak, és ne pusztítsák el a pengeket. Az ilyen beállítás gyakori dolog a turbinaberendezésekkel való munka során.

Ez a folyamat nagyban megkönnyítheti a létrehozott technológiát Torben Mikkelsen és kollégái a Risoe DTU fenntartható energiaforrások dán nemzeti laboratóriumából. Dr. Mikkelsen egy olyan rendszeren dolgozik, amely lehetővé teszi az egyes generátorok számára, hogy leolvassák a szélirányt és előzetesen beállítsák a pengéket.

Az úgynevezett magtechnika lidar (A LIDAR - a meteorológiai infravörös lézer lokátor) a 70-es évek óta ismert. Akárcsak a radar, elektromágneses hullámokat küld, majd elemzi azokat, amelyek visszatértek, meghatározva, hogy mire készülnek.

A radar nagy hullámhossza lehetővé teszi, hogy csak nagy tárgyakat észleljen. A lidar fényhullámokat használ. Hosszuk sokkal rövidebb, és könnyen legyőzik a kis tárgyakat. Mellesleg, az emberi látás fényhullámokon alapul. Használt rövid hullámok szél lidar, legyőzni a kis részecskéktől, mint például vízcseppek, por, pollen és sókristályok, amelyek mozgása viszonylag pontosan meghatározhatja a szél sebességét.

Dr. Mikkelsen és kollégái úgy döntöttek, hogy a lidar képes letapogatni a közelgő szeleket és meghatározni viselkedését, mielőtt a turbinnal érintkezne. Az ötletük kipróbálására lidareket telepítettek 120 méteres szélturbinák Hovsorban, egy dán képzési hely az ilyen technológiák számára.

A Lidars a közeledő szeleket egy lézer segítségével elemezte, amely 1,55 mikron hullámhosszúságú infravörös fényt bocsát ki. A szórt fényt egy érzékeny eszköz fogta fel, amely akár egy foton (a fényt alkotó kvantum-mechanikus részecske) visszatérését érzékeli a lézer által kibocsátott milliárd ezerből.

A készülék a szél sebességét 40, 60, 80 és 100 méter tengerszint feletti magasságban méri a turbina előtt 100-200 méterre. Ezután az összegyűjtött adatokat összehasonlítják egy szélmérővel egy csésze anemométerrel (amely a szélben forog, méri a sebességét) a lidar kalibrálásához. Ezt követően egy számítógépet, amely elemzi a lidar adatait, csatlakoztathatjuk a motorokhoz, amelyek beállítják a turbina pengék szögét, hogy növeljék az előállított energiamennyiséget és csökkentsék a károsodások lehetőségét.

A tudósok pontos adatokat tudtak szerezni a turbina közelében lévő magasságról. De amikor a készüléket földre telepítették, számos probléma merült fel. A lézersugarat a levegőbe irányítva, alulról felfelé, és elemezte a „kúpot”, a kiindulási ponttal a turbina alján. Így kiszámolhatja a szélsebességet, de nem tudja megtudni, hogyan változik ez a generátor közelében lévő 200 méteres zónában. Az adatok gyűjtése érdekében a lidar lézersugarat maga a lég turbina közepéből kell továbbítani.

A lidar felszerelése a szélgenerátor közepére nehézségeket okozott a forgásból származó centrifugális erő miatt. A lidar normál működése érdekében a kutatók a hagyományos eszközt, amelyben a fényt tükrök vezéreltek, felváltották egy új fejlesztésként száloptikai rendszerrel.

Michael Harris, az Egyesült Királyságban működő szélerőmű-fejlesztő, a Natural Power szóvivője szerint a turbina középpontja valamilyen dobszárítóvá válik. Az új eszköz meghibásodásának valószínűsége sokkal kisebb, mivel abban a fény áthalad a kábelen.

Egy másik probléma, amellyel a tudósok felmerültek a lidar telepítésekor, a generátor elektromos zaja. Az érzékeny detektor szóródó áramok hatására eltérhet. A kutatók javasolták a lidar csomagolását egy védő anyagba, amely fölösleges energiát alapoz meg.

Az eredmény egy olyan rendszer, amely 5% -kal javítja a villamosenergia-termelést. Lehet, hogy ez a szám nem lenyűgöző, de egy 4 megawatt teljesítményű turbina esetében a megtakarítás 38 000 dollár. évente. Ne felejtse el megkönnyíteni a pengék és a generátor élettartamát.

Lásd még: Inenergiatermelők Oroszországban: hogyan válasszuk ki, telepítsük és kerüljük el a csalódást