מחוללי רוח מודרניים "מתכוננים" לקבלת הפנים של הרוח הרבה לפני שהוא מופיע

המאמר מתאר ציוד חדש המאפשר לגנרטורי רוח להסתגל אוטומטית לזרימת האוויר.

נראה כי איסוף אנרגיית הרוח הוא עניין פשוט. אוויר עובר דרך להבי הטורבינה וגורם לו להסתובב. הטורבינה מניעה את הגנרטור. גנרטור מייצר חשמל. אבל, למעשה, לא הכל כל כך פשוט.

גנרטורי רוח ללא כישלון מותקנים באזור בו סוערות לעתים קרובות. רוח חזקה יכולה לפגוע ואף להרוס טורבינות אוויר אם הן בזווית הלא נכונה. הם צריכים להיות מכווננים היטב כך שמשבים חזקים יסתובבו ולא ישמידו את הלהבים. התאמה כזו היא דבר נפוץ בעבודה עם ציוד טורבינות.

תהליך זה יכול להקל מאוד על הטכנולוגיה שנוצרה טורבן מיקלסן ועמיתיו מהמעבדה הלאומית הדנית למקורות אנרגיה בר קיימא ריסו DTU. ד"ר מיקלסן עובד על מערכת המאפשרת לכל גנרטור לסרוק רוח-רוח ולהכוון מראש את הלהבים.

טכנולוגיית ליבה הנקראת לידר (LIDAR - איתור הלייזר האינפרא אדום המטאורולוגי) ידוע מאז שנות ה -70. כמו הרדאר, הוא שולח גלים אלקטרומגנטיים ואז מנתח את אלה שחזרו, וקובע ממה הם נלחמים.

אורך הגל הגדול של הרדאר מאפשר לאתר רק עצמים גדולים. המכסה משתמש בגלי אור. אורכם קצר בהרבה והם נלחמים בקלות בחפצים קטנים. אגב, החזון האנושי מבוסס על גלי אור. גלים קצרים ששימשו ב מכסה רוח, מכה מחלקיקים קטנים, כמו טיפות מים, אבק, גבישים אבקה ומלח שתנועתם יכולה לקבוע באופן מדויק יחסית את מהירות הרוח.

ד"ר מיקלסן ועמיתיו החליטו כי המכסה יכול לסרוק את הרוח הממשמשת ובאה לקבוע את התנהגותה לפני מגע עם הטורבינה. כדי לבדוק את הרעיון שלהם, הם התקנו מכסים טורבינות רוח 120 מטר בהובזור, מגרש אימונים דני לטכנולוגיה מסוג זה.

לידרים ניתחו את הרוח המתקרבת באמצעות לייזר שפולט אור אינפרא אדום באורך גל של 1.55 מיקרון. אור המעקה נלכד על ידי מכשיר רגיש המגלה את החזרתו של אפילו פוטון אחד (החלקיק הקוונטי-מכני המרכיב את האור) מאלפי מיליארדים שמשתחררים על ידי הלייזר.

המכשיר מודד את מהירות הרוח בגובה 40, 60, 80 ו -100 מטר מעל הקרקע לאורך 100-200 מטר מול הטורבינה. ואז הנתונים שנאספו מושווים למדידות רוח עם מד רוח כוס (אשר, מסתובב ברוח, מודד את מהירותו) לכיול המכסה. לאחר מכן ניתן לחבר מחשב שמנתח מידע מהמכסה למנועים המתאימים את זווית להבי הטורבינה כדי להגדיל את כמות האנרגיה המופקת ולהקטין את האפשרות לנזק.

מדענים הצליחו להשיג נתונים מדויקים בכל הגבהים הסמוכים לטורבינה. אך בעת התקנת המכשיר בשטח, עלו מספר בעיות. כשהוא מכוון את קרן הלייזר לאוויר, מלמטה למעלה, הוא ניתח את 'החרוט' עם נקודת ההתחלה בבסיס הטורבינה. אז אתה יכול לחשב את מהירות הרוח, אבל אתה לא יכול לגלות איך זה משתנה באזור 200 מטר ליד הגנרטור. כדי לקחת נתונים יש לשלוח את קרן הלייזר לידאר ממרכז טורבינת האוויר עצמה.

התקנת לידר במרכז גנרטור הרוח גרמה לקשיים בגלל הכוח הצנטריפוגלי שנבע מהסיבוב. לצורך הפעולה הרגילה של לידר, החליפו החוקרים את המכשיר המסורתי, בו הקורה מונחה על ידי מראות, פיתוח חדש עם מערכת סיבים אופטיים.

לדברי מייקל האריס, דובר חברת Natural Power, מפתח טורבינת רוח בבריטניה, מרכז הטורבינה הופך למשהו כמו מייבש תופים. הסבירות שהמכשיר החדש ייכשל היא הרבה פחות, מכיוון שבתוכו האור עובר דרך הכבל.

בעיה נוספת בה נתקלו המדענים בעת התקנת המכסה היא רעש חשמלי מהגנרטור. גלאי רגיש עשוי לסטות בהשפעת זרמים תועים. חוקרים הציעו לעטוף את הכיסוי בחומר מגן שמאכלס עודף אנרגיה.

התוצאה היא מערכת שמשפרת את ייצור החשמל ב -5%. אולי הנתון לא מרשים, אבל עבור טורבינה אחת בהספק של 4 מגה וואט החיסכון הוא 38,000 דולר. בשנה. אל תשכח מהגדלת חיי השירות של הלהבים והגנרטור עצמו.

ראה גם: במחוללי כוח ברוסיה: כיצד לבחור, להתקין ולהימנע מאכזבה