Turbinele eoliene sunt o componentă cheie în tranziția lumii către emisii nete zero. Aici analizăm tehnologia senzorilor care asigură funcționarea lor sigură și eficientă.
Turbinele eoliene au o durată de viață de 25 de ani, iar senzorii joacă un rol cheie în asigurarea faptului că turbinele își ating durata de viață estimată. Prin măsurarea vitezei vântului, a vibrațiilor, a temperaturii și a altor parametri, aceste dispozitive minuscule asigură funcționarea sigură și eficientă a turbinelor eoliene.
Turbinele eoliene trebuie să fie, de asemenea, viabile din punct de vedere economic. În caz contrar, utilizarea lor va fi considerată mai puțin practică decât utilizarea altor forme de energie curată sau chiar a energiei din combustibili fosili. Senzorii pot furniza date despre performanță pe care operatorii de parcuri eoliene le pot utiliza pentru a atinge producția maximă de energie.
Cea mai elementară tehnologie de senzori pentru turbinele eoliene detectează vântul, vibrațiile, deplasarea, temperatura și stresul fizic. Următorii senzori ajută la stabilirea condițiilor de bază și la detectarea momentelor în care condițiile deviază semnificativ de la valorile de bază.
Capacitatea de a determina viteza și direcția vântului este esențială pentru evaluarea performanței parcurilor eoliene și a turbinelor individuale. Durata de viață, fiabilitatea, funcționalitatea și durabilitatea sunt principalele criterii atunci când se evaluează diverși senzori de vânt.
Majoritatea senzorilor moderni de vânt sunt mecanici sau cu ultrasunete. Anemometrele mecanice folosesc o cupă și o paletă rotative pentru a determina viteza și direcția. Senzorii cu ultrasunete trimit impulsuri ultrasonice de la o parte a unității senzor la un receptor de pe cealaltă parte. Viteza și direcția vântului sunt determinate prin măsurarea semnalului recepționat.
Mulți operatori preferă senzorii de vânt cu ultrasunete deoarece nu necesită recalibrare. Acest lucru le permite să fie amplasate în locuri unde întreținerea este dificilă.
Detectarea vibrațiilor și a oricărei mișcări este esențială pentru monitorizarea integrității și performanței turbinelor eoliene. Accelerometrele sunt utilizate în mod obișnuit pentru a monitoriza vibrațiile din rulmenți și componentele rotative. Senzorii LiDAR sunt adesea utilizați pentru a monitoriza vibrațiile turnurilor și pentru a urmări orice mișcare în timp.
În anumite medii, componentele din cupru utilizate pentru transmiterea puterii turbinei pot genera cantități mari de căldură, provocând arsuri periculoase. Senzorii de temperatură pot monitoriza componentele conductoare predispuse la supraîncălzire și pot preveni deteriorarea prin măsuri automate sau manuale de depanare.
Turbinele eoliene sunt proiectate, fabricate și lubrifiate pentru a preveni frecarea. Una dintre cele mai importante zone pentru prevenirea frecării este în jurul arborelui de antrenare, ceea ce se realizează în principal prin menținerea unei distanțe critice între arbore și lagărele asociate.
Senzorii de curenți turbionari sunt adesea utilizați pentru a monitoriza „jocul rulmentului”. Dacă jocul scade, lubrifierea va scădea, ceea ce poate duce la o eficiență redusă și la deteriorarea turbinei. Senzorii de curenți turbionari determină distanța dintre un obiect și un punct de referință. Aceștia sunt capabili să reziste la fluide, presiune și temperatură, ceea ce îi face ideali pentru monitorizarea jocurilor rulmentului în medii dure.
Colectarea și analiza datelor sunt esențiale pentru operațiunile zilnice și planificarea pe termen lung. Conectarea senzorilor la o infrastructură cloud modernă oferă acces la datele parcurilor eoliene și control la nivel înalt. Analizele moderne pot combina datele operaționale recente cu datele istorice pentru a oferi informații valoroase și a genera alerte automate de performanță.
Inovațiile recente în tehnologia senzorilor promit să îmbunătățească eficiența, să reducă costurile și să îmbunătățească sustenabilitatea. Aceste progrese se referă la inteligența artificială, automatizarea proceselor, gemenii digitali și monitorizarea inteligentă.
Ca multe alte procese, inteligența artificială a accelerat considerabil procesarea datelor senzorilor pentru a oferi mai multe informații, a îmbunătăți eficiența și a reduce costurile. Natura IA înseamnă că aceasta va oferi mai multe informații în timp. Automatizarea proceselor utilizează date de la senzori, procesare automată și controlere logice programabile pentru a ajusta automat pasul, puterea de ieșire și multe altele. Multe startup-uri adaugă cloud computing pentru a automatiza aceste procese, pentru a face tehnologia mai ușor de utilizat. Noile tendințe în ceea ce privește datele senzorilor turbinelor eoliene se extind dincolo de problemele legate de proces. Datele colectate de la turbinele eoliene sunt acum utilizate pentru a crea gemeni digitali ai turbinelor și a altor componente ale parcurilor eoliene. Gemenii digitali pot fi utilizați pentru a crea simulări și a ajuta la procesul decizional. Această tehnologie este neprețuită în planificarea parcurilor eoliene, proiectarea turbinelor, criminalistică, sustenabilitate și multe altele. Acest lucru este deosebit de valoros pentru cercetători, producători și tehnicieni de service.
Data publicării: 26 martie 2024