GreenTech-BG

Българският сайт за зелени технологии

Лазерни сензори за вятърните турбини

November 10, 2008

Нова фиброоптична лазерна система може да измери скоростта и посоката на вятъра на разстояние над 1000 метра пред вятърната турбина и да осигури ценни секунди за адаптация на съоръжението.

За мнозина вероятно е известно, че използваните за промишлен добив на електроенергия вятърни турбини са сложни съоръжения, чието устройство освен турбина и генератор включва и много други спомагателни агрегати и възли като скоростна кутия (с променливо предавателно число), спирачки – обикновена и индуктивна, серводвигатели – да променят ъгъла на витлата съобразно скоростта на вятъра и един за насочване на ротора според посоката, контролер който осигурява на изхода стабилизирано и с фиксирана честота напрежение и не на последно място компютър, който управлява всичко това. Но всички тези „усложнения“, инсталирани с цел да се намали цената на единица произведена енергия посредством „изцеждане“ на енергията от вятъра и увеличаване на живота на турбината, понякога са недостатъчни. В много случаи времето за реакция на турбината е твърде кратко, което налага известно предвиждане със секунди напред на скоростта и посоката на вятъра. Отчасти проблемът се решава чрез инсталиране на метеостанции или само анемометри на разстояние от ветропарковете, но предназначението им е по-скоро да събират данни за статистика и прогноза.

Именно тук идва на помощ устройството наречено VindicatorTM на фирмата „Catch the wind“, което е способно да засича хоризонталната и вертикалната скорост и посока на вятъра на разстояние до 300 метра пред турбината, като осигурява ценни секунди за адаптация (турбината се насочва по-прецизно, а при необходимост се изключва или спира), което значително подобрява ефективността. Според компанията производител, подобряването с 10 процента на точността на насочване води до над десет процента понижаване на разходите за ремонт и поддръжка, увеличава се живота на съоръжението и се повишава енергичният добив.

Самият апарат представлява модифициран лидер. Лидерът е устройство, подобно на радар, но използва за засичане импулси от светлина (генерирана от лазер), а не от високочестотни радиовълни, като УКВ до микровълни. Но класическият лидер е неприложим за целта поради наличието на голямо огледало, което прави апарата доста капризен към атмосферните условия (резки промени в температурата, по-силен вятър могат да доведат до неверни показания).

Това прави невъзможно монтирането му върху вятърна турбина.

VindicatorTM обаче е лишен от изброените недостатъци чрез промяна в устройството, което е следното:

Уредът се състои от два блока, които са свързани помежду си посредством фиброоптични кабели. Управляващият процесор, лазерът и оптичният делител, са монтирани в единия блок, а в другия, който е излъчвателен – управляеми лещи, чрез които се постига необходимото фокусиране и насочване на лъча.

Принципът на работа е следния – по време на работа апаратът излъчва три разходящи лъча напред, които образуват триизмерна координатна система, на която са оси, а нулата съответно е излъчвателят. Измерва се скоростта и посоката в затворения от лъчите обем (!), докато един анемометър измерва само в точката, в която е поставен. Измерва се всъщност скоростта на въздушните маси, пресекли лъчите (чрез доплеров ефект), като показанията им се съпоставят, за да се получат данни и за посоката. А как лъч вижда въздушно течение? Лесно – известно е, че в атмосферата присъстват аерозолни частици дори и след валеж, които пораждат оптически нееднородности. Именно те правят видими (за фотодетектор) теченията.

Съчетавайки прецизността на лидера и надеждност при атмосферни условия, описаното устройство може да има и други приложения, главно за метеорологичен мониторинг, проследяване на замърсявания на атмосферния въздух и др.

Най-малкото може да смени високите мачти на метеорологичните станции, но всичко зависи от цената. Системата е преминала успешен полеви тест.

Източник: TechnologyReview

За повече информация:

http://www.catchthewindinc.com/videolibrary – видео

http://www.catchthewindinc.com/whitePapers – малко повече детайли

Теми: VindicatorTM, ветрогенератор, вятърна енергия, вятърна турбина, двигатели, ефективност, лазер

Добавете коментар

XHTML: You can use these tags: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>