Οι σύγχρονες ανεμογεννήτριες "προετοιμάζονται" για την υποδοχή του ανέμου πολύ πριν εμφανιστούν

Το άρθρο περιγράφει νέο εξοπλισμό που επιτρέπει στις ανεμογεννήτριες να προσαρμόζονται αυτόματα στη ροή του αέρα.

Φαίνεται ότι η συλλογή αιολικής ενέργειας είναι ένα απλό θέμα. Ο αέρας διέρχεται από τα πτερύγια του στροβίλου, προκαλώντας την περιστροφή του. Ο στρόβιλος οδηγεί τη γεννήτρια. Μια γεννήτρια παράγει ηλεκτρική ενέργεια. Αλλά, στην πραγματικότητα, δεν είναι όλα τόσο απλά.

Οι ανεμογεννήτριες χωρίς βλάβη εγκαθίστανται στην περιοχή όπου οι καταιγίδες συχνά θυμώνουν. Ένας ισχυρός άνεμος μπορεί να βλάψει ή ακόμη και να καταστρέψει τους αεριοστρόβιλους αν βρίσκονται σε λάθος γωνία. Θα πρέπει να ρυθμιστούν ώστε οι ισχυρές ριπές να περιστρέφονται, να μην καταστρέφουν τις λεπίδες. Αυτή η προσαρμογή είναι ένα κοινό πράγμα στην εργασία με εξοπλισμό στροβίλων.

Αυτή η διαδικασία μπορεί να διευκολύνει σημαντικά την τεχνολογία που δημιουργείται Torben Mikkelsen και τους συναδέλφους του από το Δανικό Εθνικό Εργαστήριο Αειφόρων Πηγών Ενέργειας Risoe DTU. Ο Δρ. Mikkelsen εργάζεται σε ένα σύστημα που επιτρέπει σε κάθε γεννήτρια να ανιχνεύει την αντίθετη πλευρά και να ρυθμίζει εκ των προτέρων τις λεπίδες.

Ονομάζεται βασική τεχνολογία lidar (LIDAR - ο μετεωρολογικός εντοπιστής υπέρυθρων λέιζερ) είναι γνωστός από τη δεκαετία του '70. Όπως και το ραντάρ, στέλνει ηλεκτρομαγνητικά κύματα και στη συνέχεια αναλύει εκείνους που επέστρεψαν, προσδιορίζοντας από τι αγωνίζονται.

Το μεγάλο μήκος κύματος του ραντάρ σάς επιτρέπει να εντοπίσετε μόνο μεγάλα αντικείμενα. Το lidar χρησιμοποιεί φως κύματα. Το μήκος τους είναι πολύ μικρότερο και εύκολα παλεύουν μικρά αντικείμενα. Με την ευκαιρία, το ανθρώπινο όραμα βασίζεται σε φωτεινά κύματα. Χρησιμοποιήθηκαν βραχέα κύματα wind lidar, απομακρύνεται από μικρά σωματίδια, όπως οι σταγόνες νερού, σκόνης, γύρης και κρυστάλλων αλάτων, η κίνηση των οποίων μπορεί να καθορίσει σχετικά με ακρίβεια την ταχύτητα του ανέμου.

Ο Δρ Mikkelsen και οι συνεργάτες του αποφάσισαν ότι το lidar θα μπορούσε να σαρώσει τον επικείμενο αέρα και να καθορίσει τη συμπεριφορά του πριν έρθει σε επαφή με τον στρόβιλο. Για να δοκιμάσουν την ιδέα τους, εγκατέστησαν φαναρίδες Ανεμογεννήτριες 120 μέτρων στο Hovsor, ένα δανικό εκπαιδευτικό έδαφος για αυτό το είδος τεχνολογίας.

Το Lidars ανέλυσε τον πλησιάζοντα άνεμο χρησιμοποιώντας ένα λέιζερ που εκπέμπει υπέρυθρο φως με μήκος κύματος 1,55 μικρά. Το αδιέξοδο φωτίστηκε από μια ευαίσθητη συσκευή που ανιχνεύει την επιστροφή ακόμη και ενός φωτονίου (το κβαντικό-μηχανικό σωματίδιο που παράγει το φως) από χιλιάδες δισεκατομμύρια που εκπέμπονται από το λέιζερ.

Η συσκευή μετράει την ταχύτητα της κίνησης του ανέμου σε υψόμετρο 40, 60, 80 και 100 μέτρα πάνω από το έδαφος για 100-200 μέτρα μπροστά από τον στρόβιλο. Στη συνέχεια, τα δεδομένα που συλλέγονται συγκρίνονται με τις μετρήσεις του ανέμου με ένα ανεμόμετρο κυπέλλου (το οποίο περιστρέφεται στον αέρα, μετρά την ταχύτητά του) για να βαθμονομήσει το lidar. Μετά από αυτό, ένας υπολογιστής που αναλύει πληροφορίες από το lidar μπορεί να συνδεθεί με μοτέρ που ρυθμίζουν τη γωνία των πτερυγίων του στροβίλου για να αυξήσουν την ποσότητα ενέργειας που παράγεται και να μειώσουν τη πιθανότητα ζημιάς.

Οι επιστήμονες ήταν σε θέση να αποκτήσουν ακριβή δεδομένα σε όλα τα ύψη κοντά στον στρόβιλο. Αλλά κατά την εγκατάσταση της συσκευής στο έδαφος, δημιουργήθηκαν ορισμένα προβλήματα. Στρέφοντας τη δέσμη λέιζερ στον αέρα, από κάτω προς τα πάνω, ανέλυσε τον «κώνο» με το σημείο εκκίνησης στη βάση του στροβίλου. Έτσι, μπορείτε να υπολογίσετε την ταχύτητα του ανέμου, αλλά δεν μπορείτε να μάθετε πώς αλλάζει σε μια ζώνη 200 μέτρων κοντά στη γεννήτρια. Για να λάβετε δεδομένα, η δέσμη λέιζερ πρέπει να αποστέλλεται από το κέντρο του αεροσυμπιεστή.

Η εγκατάσταση ενός lidar στο κέντρο της γεννήτριας ανέμου προκάλεσε δυσκολίες λόγω της φυγόκεντρης δύναμης που προέκυψε από την περιστροφή. Για την κανονική λειτουργία του lidar, οι ερευνητές αντικατέστησαν την παραδοσιακή συσκευή, στην οποία η δέσμη κατευθύνεται από κάτοπτρα για την ακτίνα, μια νέα εξέλιξη με σύστημα οπτικών ινών.

Σύμφωνα με τον Michael Harris, εκπρόσωπο της Natural Power, κατασκευαστή ανεμογεννητριών με έδρα το Ηνωμένο Βασίλειο, το κέντρο του στροβίλου μετατρέπεται σε κάτι σαν ένα στεγνωτήριο με τύμπανο. Η πιθανότητα να αποτύχει η νέα συσκευή είναι πολύ μικρότερη, καθώς μέσα στο φως περνάει μέσα από το καλώδιο.

Ένα άλλο πρόβλημα που αντιμετώπισαν οι επιστήμονες κατά την εγκατάσταση του lidar είναι ο ηλεκτρικός θόρυβος από τη γεννήτρια. Ένας ευαίσθητος ανιχνευτής μπορεί να αποκλίνει κάτω από την επίδραση αδέσποτων ρευμάτων. Οι ερευνητές πρότειναν να περιτυλίξετε το lidar σε ένα προστατευτικό υλικό που γείρει την υπερβολική ενέργεια.

Το αποτέλεσμα είναι ένα σύστημα που βελτιώνει την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας κατά 5%. Ίσως ο αριθμός δεν είναι εντυπωσιακός, αλλά για μία τουρμπίνα με χωρητικότητα 4 megawatts, οι αποταμιεύσεις είναι 38.000 δολάρια. ανά έτος. Μην ξεχάσετε να αυξήσετε τη διάρκεια ζωής των λεπίδων και της ίδιας της γεννήτριας.

Δείτε επίσης: Σεγεννήτριες ενέργειας στη Ρωσία: πώς να επιλέξετε, να εγκαταστήσετε και να αποφύγετε την απογοήτευση