211service.com
Lāzera sensori vēja turbīnām
Jauna optiskās šķiedras lāzersistēma var izmērīt vēja ātrumu un virzienu līdz pat 1000 metriem vēja turbīnas priekšā, dodot masīvajām mašīnām pietiekami vērtīgas sekundes, lai tās proaktīvi pielāgotos brāzmām un pēkšņām vēja virziena izmaiņām. Ierīci izstrādāja Noķer vēju , jaunuzņēmums, kas atrodas Manasā, VA, varētu uzlabot vēja turbīnu efektivitāti un neļaut tām sabojāt.
Vēja noteikšana: Šeit parādītais jaunas lāzera bāzes LIDAR sistēmas prototips var horizontāli projicēt trīs neredzamus lāzera starus līdz 300 metriem vēja turbīnas priekšā. Mazās daļiņas vējā tiek atklātas, kad tās šķērso starus.
Ierīce varētu palīdzēt samazināt atjaunojamās elektroenerģijas izmaksas no vēja. Vēja turbīnas zaudē aptuveni 1 procentu no savas darbības efektivitātes par katru grādu, kad to lāpstiņas nav saskaņotas ar tuvojošos vēju. Catch the Wind apgalvo, ka tā lāzera sistēma var palielināt turbīnas jaudu par 10 procentiem, uzlabojot orientācijas precizitāti. Lāpstiņu soli var regulēt arī pirms vēja, lai samazinātu turbīnas pārnesumkārbas komponentu un lāpstiņu nodilumu, samazinot remonta un apkopes izmaksas līdz pat 10 procentiem un pagarinot vēja parka ekspluatācijas laiku, norāda uzņēmums.
Džons Kurtofs, jūras vēja attīstītāja izpilddirektors Trillium Power , Catch the Wind pieeju sauc par konceptuāli intriģējošu, ja tā var gan samazināt vēja parku izmaksas, gan palielināt ieņēmumus. No pirmā acu uzmetiena tam ir jēga. Tas mums būtu izdevīgi, viņš saka. Bet man būtu jāredz reāli lauka dati.
Pašreizējās vēja enerģijas mērīšanas sistēmas — gan mehāniskie anemometri, gan progresīvākas LIDAR (gaismas noteikšanas un diapazona) ierīces — galvenokārt tiek izmantotas, lai noteiktu, vai vieta ir piemērota vēja parkam. Sistēmas tiek glabātas arī kā daļa no uz vietas esošajām meteoroloģiskām stacijām, ko izmanto ilgtermiņa vēja prognozēšanai. Reāllaika datus var arī apkopot, uzstādot nelielu anemometru turbīnas projektora aizmugurē, saka Kourtoff. Problēma ar šo iestatījumu ir tāda, ka pēc turbīnas lāpstiņām gaiss ir tik traucēts, ka mērījumi bieži ir šķībi un neuzticami. Turklāt turbīna var reaģēt uz vēja izmaiņām tikai pēc tam, kad tās lāpstiņas ir satriektas, atstājot tās uz dažām sekundēm neaizsargātas pret virkni soda spēku, ko izraisa vēja bīde, brāzmas un turbulence.
Catch the Wind ir pielāgojis LIDAR, lai to varētu uzstādīt uz vēja turbīnām un izmantot vēja izmaiņu mērīšanai laikā, lai veiktu turbīnas regulējumus. Tas turbīnas priekšā pulsē trīs neredzamus lāzera starus, kas var vienlaicīgi izmērīt gan vertikālo, gan horizontālo vēja ātrumu dažādos attālumos, kā arī pēkšņas virziena izmaiņas. Tāpat kā parastais LIDAR, tas to dara, izmantojot Doplera principu: kad lāzers atlec no vēja pārnēsātām mazām putekļu daļiņām, tas maina krāsu. Lāzera krāsa ir tieši proporcionāla daļiņas ātrumam. Ierīce izmanto patentētus algoritmus, lai pārvērstu šos datus vēja ātruma un virziena mērījumos, pirms tiek paziņots par darbību turbīnas vadības sistēmai. Ierīce nodrošina 20 sekunžu iepriekšēju brīdinājumu — pietiekami, lai pagrieztu gondolu un pagrieztu lāpstiņas tā, lai turbīna varētu uztvert vairāk vēja enerģijas, vienlaikus samazinot slodzi uz tās daļām.
Parastais LIDAR nav piemērots uzstādīšanai uz vēja turbīnām, jo šīs ierīces balstās uz spoguļiem, kuriem jābūt precīzi novietotiem, lai projicētu vienu staru kā trīsdimensiju konusu, saka uzņēmuma prezidents Filips Rodžerss. Temperatūras izmaiņas vai pēkšņa kustība var izsist spoguļus no izlīdzināšanas. Rodžersa uzņēmuma ierīce spoguļus aizstāj ar optisko šķiedru, kas projicē trīs atsevišķus starus. Šis dizains padara to pietiekami izturīgu, mazu un vieglu, lai to pastāvīgi uzstādītu uz turbīnas naceles un integrētu tās vadības sistēmā. Rodžers skaidro, ka tas ir ļoti līdzīgs cietvielu elektronikai. Tas veido ļoti kompaktu un izturīgu sistēmu, kas nav uzņēmīga pret triecieniem, temperatūras izmaiņām un citām kustības izraisītām lietām.
Catch the Wind sistēma pašlaik tiek pārbaudīta uz vietas Kanādas vēja enerģijas institūts Prinča Edvarda salas vējainajā krasta līnijā. Paul Dockrill, institūta tehnoloģiju direktors, saka, ka ierīce sākotnējās zemes pārbaudēs darbojās labi virs statīva. Padziļināta pētījuma ietvaros tas drīz tiks uzstādīts uz turbīnas naceles.
Rodžers paredz, ka optisko šķiedru sistēma tiks integrēta tieši jaunās turbīnās ražošanas vietā, kā arī modernizēta tūkstošiem turbīnu, kas jau darbojas šodien. Mēs apspriežam ar vairākiem ražotājiem, un esam redzējuši ievērojamu interesi, viņš saka, piebilstot, ka ierīces beta versijas iznāks nākamā gada pavasarī un komerciālā ražošana ir paredzēta 2010. gada beigās.