Penjana angin moden adalah "menyediakan" untuk penerimaan angin lama sebelum ia muncul

Artikel ini menerangkan peralatan baru yang membolehkan penjana angin menyesuaikan secara automatik ke aliran udara.

Ia seolah-olah mengumpul tenaga angin adalah satu perkara yang mudah. Udara melewati bilah turbin, menyebabkan ia berputar. Turbin menggerakkan penjana. Penjana menghasilkan elektrik. Tetapi, sebenarnya, tidak semuanya sangat mudah.

Penjana angin tanpa gagal dipasang di kawasan di mana ribut sering marah. Angin yang kuat boleh merosakkan atau menghancurkan turbin udara jika mereka berada di sudut yang salah. Mereka harus disesuaikan dengan baik supaya gusts kuat berputar, tidak memusnahkan bilah. Pelarasan sedemikian adalah perkara biasa dalam mengendalikan peralatan turbin.

Proses ini dapat mempermudah teknologi yang dibuat Torben Mikkelsen dan rakan-rakannya dari Makmal Kebangsaan Denmark Sumber Tenaga Lestari Risoe DTU. Dr. Mikkelsen sedang mengusahakan sistem yang membolehkan setiap penjana mengimbas angin dan menyesuaikan bilah.

Teknologi teras dipanggil lidar (LIDAR - pencari laser inframerah meteorologi) telah diketahui sejak tahun 70-an. Seperti radar, ia menghantar gelombang elektromagnetik, dan kemudian menganalisis mereka yang telah kembali, menentukan apa yang mereka perjuangkan.

Panjang gelombang radar yang besar membolehkan anda untuk mengesan objek besar sahaja. Lidar menggunakan gelombang cahaya. Panjang mereka jauh lebih pendek dan mereka mudah melawan objek kecil. Dengan cara ini, penglihatan manusia didasarkan pada gelombang cahaya. Gelombang pendek digunakan dalam lidar angin, memukul dari zarah kecil, seperti titisan air, debu, serbuk sari dan kristal garam, pergerakan yang dapat menentukan kelajuan angin dengan tepat.

Dr Mikkelsen dan rakan-rakannya memutuskan bahawa lidar dapat mengesan angin yang akan datang dan menentukan tingkah lakunya sebelum bersentuhan dengan turbin. Untuk menguji idea mereka, mereka memasang lidar pada Turbin angin 120 meter di Hovsor, tanah latihan Denmark untuk jenis teknologi ini.

Lidar menganalisis angin menghampiri menggunakan laser yang memancarkan cahaya inframerah dengan panjang gelombang 1.55 mikron. Lampu pancing ditangkap oleh peranti sensitif yang mengesan kembalinya satu foton (zarah mekanik kuantum yang membentuk cahaya) dari ribuan bilion yang dilepaskan oleh laser.

Peranti mengukur kelajuan angin pada ketinggian 40, 60, 80 dan 100 meter di atas tanah untuk 100-200 meter di hadapan turbin. Kemudian data yang dikumpulkan dibandingkan dengan pengukuran angin dengan anemometer cawan (yang, berputar dalam angin, mengukur kelajuannya) untuk mengkalibrasi lidar. Selepas itu, komputer yang menganalisis maklumat dari lidar boleh disambungkan ke motor yang menyesuaikan sudut bilah turbin untuk meningkatkan jumlah tenaga yang dihasilkan dan mengurangkan kemungkinan kerosakan.

Para saintis dapat memperoleh data yang tepat di semua ketinggian berhampiran turbin. Tetapi apabila memasang peranti di atas tanah beberapa masalah timbul. Mengarahkan rasuk laser ke udara, dari bawah ke bawah, dia menganalisis 'kerucut' dengan titik permulaan di dasar turbin. Jadi anda boleh mengira kelajuan angin, tetapi anda tidak dapat mengetahui bagaimana ia berubah dalam zon 200 meter berhampiran penjana. Untuk mengambil data, rasuk laser lidar perlu dihantar dari pusat turbin udara itu sendiri.

Pemasangan lidar di pusat penjana angin menyebabkan kesukaran kerana daya sentrifugal yang timbul daripada putaran. Untuk operasi lidar biasa, para penyelidik menggantikan peranti tradisional, di mana rasuk dipandu oleh cermin, pembangunan baru dengan sistem gentian optik.

Menurut Michael Harris, juru bicara Natural Power, sebuah pemaju turbin angin yang berpangkalan di UK, pusat turbin itu berubah menjadi sesuatu seperti pengering drum. Kemungkinan bahawa peranti baru akan gagal adalah kurang, kerana di dalamnya cahaya menerpa kabel.

Satu lagi masalah yang dihadapi saintis semasa memasang lidar ialah bunyi elektrik dari penjana. Pengesan sensitif mungkin menyimpang di bawah pengaruh arus sesat. Penyelidik telah mencadangkan membungkus lidar dalam bahan pelindung yang mengalir tenaga yang berlebihan.

Hasilnya ialah sistem yang meningkatkan pengeluaran elektrik sebanyak 5%. Mungkin angka itu tidak mengagumkan, tetapi untuk satu turbin dengan kapasiti 4 megawatt, simpanannya ialah 38.000 dolar. setiap tahun. Jangan lupa untuk meningkatkan hayat perkhidmatan pisau dan penjana itu sendiri.

Lihat juga: Dalampenjana kuasa di Rusia: bagaimana memilih, memasang dan mengelakkan kekecewaan