Вятърните турбини са ключов компонент в прехода на света към нулеви нетни емисии. Тук разглеждаме сензорната технология, която осигурява тяхната безопасна и ефективна работа.
Вятърните турбини имат продължителност на живота от 25 години, а сензорите играят ключова роля за осигуряването на този срок. Чрез измерване на скоростта на вятъра, вибрациите, температурата и други, тези малки устройства гарантират, че вятърните турбини работят безопасно и ефективно.
Вятърните турбини също трябва да бъдат икономически изгодни. В противен случай използването им ще се счита за по-малко практично от използването на други форми на чиста енергия или дори енергия от изкопаеми горива. Сензорите могат да предоставят данни за производителността, които операторите на вятърни паркове могат да използват, за да постигнат пиково производство на енергия.
Най-основната сензорна технология за вятърни турбини открива вятър, вибрации, изместване, температура и физическо напрежение. Следните сензори помагат за установяване на базови условия и откриване кога условията се отклоняват значително от базовите.
Способността за определяне на скоростта и посоката на вятъра е от решаващо значение за оценката на производителността на вятърните паркове и отделните турбини. Експлоатационният живот, надеждността, функционалността и издръжливостта са основните критерии при оценката на различни сензори за вятър.
Повечето съвременни сензори за вятър са механични или ултразвукови. Механичните анемометри използват въртяща се чашка и лопатка, за да определят скоростта и посоката. Ултразвуковите сензори изпращат ултразвукови импулси от едната страна на сензорния блок към приемник от другата страна. Скоростта и посоката на вятъра се определят чрез измерване на получения сигнал.
Много оператори предпочитат ултразвуковите сензори за вятър, защото не изискват повторно калибриране. Това им позволява да бъдат поставени на места, където поддръжката е трудна.
Откриването на вибрации и всяко движение е от решаващо значение за наблюдение на целостта и производителността на вятърните турбини. Акселерометрите обикновено се използват за наблюдение на вибрациите в лагерите и въртящите се компоненти. LiDAR сензорите често се използват за наблюдение на вибрациите на кулите и проследяване на всяко движение във времето.
В някои среди медните компоненти, използвани за предаване на мощност на турбините, могат да генерират големи количества топлина, причинявайки опасни изгаряния. Температурните сензори могат да наблюдават проводими компоненти, които са склонни към прегряване, и да предотвратяват повреди чрез автоматични или ръчни мерки за отстраняване на неизправности.
Вятърните турбини са проектирани, произведени и смазани, за да се предотврати триенето. Една от най-важните области за предотвратяване на триенето е около задвижващия вал, което се постига главно чрез поддържане на критично разстояние между вала и свързаните с него лагери.
Сензорите за вихрови токове често се използват за наблюдение на „хлабината на лагерите“. Ако хлабината намалее, смазването ще намалее, което може да доведе до намалена ефективност и повреда на турбината. Сензорите за вихрови токове определят разстоянието между обект и референтна точка. Те са способни да издържат на течности, налягане и температура, което ги прави идеални за наблюдение на хлабините на лагерите в тежки условия.
Събирането и анализът на данни са от решаващо значение за ежедневните операции и дългосрочното планиране. Свързването на сензори към модерна облачна инфраструктура осигурява достъп до данни за вятърни паркове и контрол на високо ниво. Съвременните анализи могат да комбинират скорошни оперативни данни с исторически данни, за да предоставят ценна информация и да генерират автоматизирани предупреждения за производителност.
Последните иновации в сензорните технологии обещават подобряване на ефективността, намаляване на разходите и подобряване на устойчивостта. Тези постижения са свързани с изкуствения интелект, автоматизацията на процесите, цифровите близнаци и интелигентния мониторинг.
Подобно на много други процеси, изкуственият интелект значително ускори обработката на данни от сензори, за да предостави повече информация, да подобри ефективността и да намали разходите. Характерът на изкуствения интелект означава, че той ще предоставя повече информация с течение на времето. Автоматизацията на процесите използва данни от сензори, автоматизирана обработка и програмируеми логически контролери, за да регулира автоматично стъпката на тона, изходната мощност и други. Много стартиращи компании добавят облачни изчисления, за да автоматизират тези процеси и да направят технологията по-лесна за използване. Новите тенденции в данните от сензори за вятърни турбини се простират отвъд проблемите, свързани с процесите. Данните, събрани от вятърни турбини, сега се използват за създаване на цифрови близнаци на турбини и други компоненти на вятърни паркове. Цифровите близнаци могат да се използват за създаване на симулации и за подпомагане на процеса на вземане на решения. Тази технология е безценна при планирането на вятърни паркове, проектирането на турбини, криминалистиката, устойчивостта и други. Това е особено ценно за изследователи, производители и сервизни техници.
Време на публикуване: 26 март 2024 г.