Generatoarele eoliene moderne se „pregătesc” pentru recepția vântului cu mult înainte de apariție

Articolul descrie echipamente noi care permit generatoarelor eoliene să se adapteze automat la fluxul de aer.

S-ar părea că colectarea energiei eoliene este o chestiune simplă. Aerul trece prin palele turbinei, făcând-o să se rotească. Turbina conduce generatorul. Un generator produce energie electrică. Dar, de fapt, nu totul este atât de simplu.

Generatoarele eoliene fără probleme sunt instalate în zona în care furtunile adesea furie. Un vânt puternic poate deteriora sau chiar distruge turbinele cu aer dacă sunt într-un unghi nepotrivit. Ar trebui să fie bine reglate astfel încât rafalele puternice să se rotească, să nu distrugă lamele. O astfel de ajustare este un lucru obișnuit în lucrul cu echipamentele cu turbină.

Acest proces poate facilita foarte mult tehnologia creată Torben Mikkelsen și colegii săi de la Laboratorul Național Danez al Surselor de Energie Durabilă Risoe DTU. Dr. Mikkelsen lucrează la un sistem care permite fiecărui generator să scaneze în sus și să regleze în prealabil lamele.

Tehnologie de bază numită lidar (LIDAR - localizatorul meteorologic cu infraroșu) este cunoscut încă din anii '70. La fel ca radarul, trimite unde electromagnetice, apoi le analizează pe cele care s-au întors, determinând de la ce luptă.

Lungimea de undă mare a radarului vă permite să detectați doar obiecte mari. Lidarul folosește valuri de lumină. Lungimea lor este mult mai scurtă și luptă cu ușurință împotriva obiectelor mici. Apropo, viziunea umană se bazează pe valuri de lumină. Undele scurte utilizate în vânt lidar, bătăi de particule mici, cum ar fi picăturile de apă, praful, polenul și cristalele de sare, a căror mișcare poate determina relativ exact viteza vântului.

Dr. Mikkelsen și colegii săi au decis că lidarul ar putea scana vântul iminent și să-și determine comportamentul înainte de contactul cu turbina. Pentru a-și testa ideea, au instalat lidars pe Turbine eoliene de 120 de metri în Hovsor, un teren de pregătire danez pentru acest tip de tehnologie.

Lidars au analizat vântul apropiat folosind un laser care a emis lumină infraroșie cu o lungime de undă de 1,55 microni. Lumina rătăcită a fost capturată de un dispozitiv sensibil care detectează întoarcerea chiar și a unui foton (particula cuantică-mecanică care compune lumina) din mii de miliarde eliberate de laser.

Aparatul măsoară viteza vântului la o altitudine de 40, 60, 80 și 100 de metri deasupra solului timp de 100-200 de metri în fața turbinei. Apoi, datele colectate sunt comparate cu măsurătorile vântului cu un anemometru de cupă (care, se rotește în vânt, își măsoară viteza) pentru a calibra lidarul. După aceea, un computer care analizează informațiile din lidar poate fi conectat la motoare care ajustează unghiul paletelor turbinei pentru a crește cantitatea de energie produsă și pentru a reduce posibilitatea de deteriorare.

Oamenii de știință au putut obține date precise la toate înălțimile din apropierea turbinei. Dar la instalarea dispozitivului la sol, au apărut o serie de probleme. Direcționând fasciculul laser în aer, de jos în sus, el a analizat „conul” cu punctul de pornire la baza turbinei. Deci, puteți calcula viteza vântului, dar nu puteți afla cum se schimbă într-o zonă de 200 de metri în apropierea generatorului. Pentru a lua date, fasciculul laser lidar trebuie trimis din centrul turbinei de aer în sine.

Instalarea unui lidar în centrul generatorului eolian a provocat dificultăți datorită forței centrifuge care rezultă din rotație. Pentru funcționarea normală a lidarului, cercetătorii au înlocuit dispozitivul tradițional, în care fasciculul este ghidat de oglinzi, o nouă dezvoltare cu un sistem de fibră optică.

Potrivit lui Michael Harris, purtătorul de cuvânt al Natural Power, un dezvoltator de turbine eoliene din Marea Britanie, centrul turbinei se transformă în ceva ca un uscător de tamburi. Probabilitatea ca noul dispozitiv să nu funcționeze este mult mai mică, deoarece lumina trece prin cablu.

O altă problemă cu care s-au întâlnit oamenii de știință la instalarea lidarului este zgomotul electric de la generator. Un detector sensibil se poate abate sub influența curenților rătăciți. Cercetătorii au sugerat să înfășurați lidarul într-un material de protecție care elimină excesul de energie.

Rezultatul este un sistem care îmbunătățește producția de electricitate cu 5%. Poate cifra nu este impresionantă, însă pentru o turbină cu o capacitate de 4 megawati, economiile sunt de 38.000 de dolari. pe an. Nu uitați de creșterea duratei de funcționare a lamelor și a generatorului în sine.

Vezi și: Îngeneratoare de energie din Rusia: cum să alegeți, să instalați și să evitați dezamăgirea