Moderne vindgeneratorer "forbereder" sig på modtagelse af vinden længe før den vises

Artiklen beskriver nyt udstyr, der giver vindgeneratorer mulighed for automatisk at tilpasse sig luftstrømmen.

Det ser ud til, at indsamling af vindenergi er en enkel sag. Luft passerer gennem turbinebladene, hvilket får den til at rotere. Turbinen driver generatoren. En generator producerer elektricitet. Men faktisk er ikke alt så enkelt.

Vindgeneratorer uden fiasko er installeret i det område, hvor storme ofte raser. En stærk vind kan beskadige eller endda ødelægge luftmøller, hvis de er i den forkerte vinkel. De skal finjusteres, så kraftige vindkast roterer og ikke ødelægger knivene. En sådan justering er en almindelig ting ved arbejde med turbineudstyr.

Denne proces kan i høj grad lette den oprettede teknologi Torben Mikkelsen og hans kolleger fra Danmarks Nationallaboratorium for bæredygtige energikilder Risoe DTU. Dr. Mikkelsen arbejder på et system, der giver hver generator mulighed for at scanne modvind og forudindstille klingerne.

Kerneteknologi kaldet lidar (LIDAR - den meteorologiske infrarøde laserlokator) har været kendt siden 70'erne. Ligesom radaren sender den elektromagnetiske bølger og analyserer derefter dem, der er vendt tilbage, og bestemmer, hvad de kæmper ud fra.

Med den store bølgelængde på radaren kan du kun registrere store genstande. Lidaren bruger lysbølger. Deres længde er meget kortere, og de kæmper let mod små genstande. Forresten er menneskets vision baseret på lysbølger. Kortbølger brugt i vind lidar, slå fra små partikler, såsom vanddråber, støv, pollen og saltkrystaller, hvis bevægelse relativt nøjagtigt kan bestemme vindhastigheden.

Dr. Mikkelsen og hans kolleger besluttede, at lidaren kunne scanne den forestående vind og bestemme dens opførsel før kontakt med turbinen. For at teste deres idé installerede de låg på 120 meter vindmøller i Hovsor, en dansk træningsgrund til denne type teknologi.

Lidarer analyserede den kommende vind ved hjælp af en laser, der udsendte infrarødt lys med en bølgelængde på 1,55 mikron. Stray-lys blev fanget af en følsom enhed, der registrerer tilbagevenden af ​​endda en foton (den kvantemekaniske partikel, der udgør lyset) fra tusinder af milliarder, der udsendes af laser.

Enheden måler vindhastigheden i en højde på 40, 60, 80 og 100 meter over jorden i 100-200 meter foran turbinen. Derefter sammenlignes de indsamlede data med vindmålinger med et kopanemometer (som, roterer i vinden, måler dens hastighed) for at kalibrere lidaren. Derefter kan en computer, der analyserer information fra lidaren, forbindes til motorer, der justerer vinklen på turbinebladene for at øge den producerede energi og reducere muligheden for skader.

Forskere var i stand til at opnå nøjagtige data i alle højder i nærheden af ​​turbinen. Men når du installerer enheden på jorden, opstod der en række problemer. Direkte laserstrålen i luften, nedenfra og op, analyserede han 'keglen' med udgangspunktet ved bunden af ​​turbinen. Så du kan beregne vindhastigheden, men du kan ikke finde ud af, hvordan det ændrer sig i en 200-meterszone i nærheden af ​​generatoren. For at tage data skal lidar-laserstrålen sendes fra selve luftturbinens centrum.

Installation af en låg i midten af ​​vindgeneratoren forårsagede vanskeligheder på grund af centrifugalkraften, der opstod som følge af rotationen. Til normal drift af lidaren erstattede forskerne den traditionelle enhed, hvor bjælken styres af spejle, en ny udvikling med et fiberoptisk system.

Ifølge Michael Harris, talsmand for Natural Power, en UK-baseret vindmølleudvikler, forvandles centrum af turbinen til noget som en tromletørrer. Sandsynligheden for, at den nye enhed mislykkes, er langt mindre, da lyset passerer gennem kablet i det.

Et andet problem, som videnskabsmænd stødte på, når de installerer lågaren er elektrisk støj fra generatoren. En følsom detektor kan afvige under påvirkning af vandløbstrømme. Forskere har foreslået at indpakke lidaren i et beskyttelsesmateriale, der jordfor meget energi.

Resultatet er et system, der forbedrer elproduktionen med 5%. Tallet er måske ikke imponerende, men for en turbin med en kapacitet på 4 megawatt er besparelserne 38.000 dollars. pr. år. Glem ikke at øge levetiden på knivene og selve generatoren.

Se også: Instrømgeneratorer i Rusland: hvordan man vælger, installerer og undgår skuffelse