Větrné turbíny jsou klíčovou součástí světového přechodu na nulové emise. Zde se podíváme na senzorovou technologii, která zajišťuje jejich bezpečný a efektivní provoz.
Větrné turbíny mají životnost 25 let a senzory hrají klíčovou roli v zajištění toho, aby turbíny dosáhly této životnosti. Měřením rychlosti větru, vibrací, teploty a dalších faktorů tato drobná zařízení zajišťují bezpečný a efektivní provoz větrných turbín.
Větrné turbíny musí být také ekonomicky životaschopné. Jinak bude jejich využití považováno za méně praktické než využití jiných forem čisté energie nebo dokonce energie z fosilních paliv. Senzory mohou poskytovat údaje o výkonu, které mohou provozovatelé větrných elektráren využít k dosažení špičkové výroby energie.
Nejzákladnější senzorová technologie pro větrné turbíny detekuje vítr, vibrace, posunutí, teplotu a fyzické namáhání. Následující senzory pomáhají stanovit základní podmínky a detekovat, kdy se podmínky od základních hodnot významně odchylují.
Schopnost určit rychlost a směr větru je klíčová pro posouzení výkonu větrných elektráren a jednotlivých turbín. Životnost, spolehlivost, funkčnost a odolnost jsou hlavními kritérii při hodnocení různých senzorů větru.
Většina moderních senzorů větru je mechanická nebo ultrazvuková. Mechanické anemometry používají k určení rychlosti a směru rotující misku a lopatku. Ultrazvukové senzory vysílají ultrazvukové impulsy z jedné strany senzoru do přijímače na druhé straně. Rychlost a směr větru se určují měřením přijímaného signálu.
Mnoho provozovatelů dává přednost ultrazvukovým senzorům větru, protože nevyžadují rekalibraci. To umožňuje jejich umístění na místech, kde je údržba obtížná.
Detekce vibrací a jakéhokoli pohybu je zásadní pro sledování integrity a výkonu větrných turbín. Akcelerometry se běžně používají ke sledování vibrací v ložiskách a rotujících součástech. LiDAR senzory se často používají ke sledování vibrací věží a sledování jakéhokoli pohybu v čase.
V některých prostředích mohou měděné součástky používané k přenosu výkonu turbíny generovat velké množství tepla a způsobovat nebezpečné popáleniny. Teplotní senzory mohou monitorovat vodivé součástky, které jsou náchylné k přehřátí, a zabránit poškození pomocí automatických nebo manuálních opatření pro odstraňování problémů.
Větrné turbíny jsou navrženy, vyrobeny a mazány tak, aby se zabránilo tření. Jednou z nejdůležitějších oblastí pro prevenci tření je oblast kolem hnací hřídele, čehož se dosahuje především udržováním kritické vzdálenosti mezi hřídelí a jejími příslušnými ložisky.
Snímače vířivých proudů se často používají k monitorování „vůle ložisek“. Pokud se vůle zmenší, sníží se mazání, což může vést ke snížení účinnosti a poškození turbíny. Snímače vířivých proudů určují vzdálenost mezi objektem a referenčním bodem. Jsou schopny odolat kapalinám, tlaku a teplotě, což je činí ideálními pro monitorování vůlí ložisek v náročných podmínkách.
Sběr a analýza dat jsou klíčové pro každodenní provoz a dlouhodobé plánování. Propojení senzorů s moderní cloudovou infrastrukturou poskytuje přístup k datům větrných elektráren a kontrolu na vysoké úrovni. Moderní analytika dokáže kombinovat nedávná provozní data s historickými daty a poskytovat tak cenné poznatky a generovat automatická upozornění na výkon.
Nedávné inovace v senzorové technologii slibují zlepšení efektivity, snížení nákladů a zlepšení udržitelnosti. Tyto pokroky se týkají umělé inteligence, automatizace procesů, digitálních dvojčat a inteligentního monitorování.
Stejně jako mnoho jiných procesů, i umělá inteligence výrazně zrychlila zpracování dat ze senzorů, aby poskytla více informací, zlepšila efektivitu a snížila náklady. Povaha umělé inteligence znamená, že bude časem poskytovat více informací. Automatizace procesů využívá data ze senzorů, automatizované zpracování a programovatelné logické řídicí jednotky k automatickému nastavení výšky tónu, výkonu a dalších aspektů. Mnoho startupů přidává cloud computing k automatizaci těchto procesů, aby se technologie snáze používala. Nové trendy v datech ze senzorů větrných turbín přesahují rámec problémů souvisejících s procesy. Data shromážděná z větrných turbín se nyní používají k vytváření digitálních dvojčat turbín a dalších komponent větrných elektráren. Digitální dvojčata lze použít k vytváření simulací a napomáhají v procesu rozhodování. Tato technologie je neocenitelná při plánování větrných elektráren, návrhu turbín, forenzní analýze, udržitelnosti a dalších oblastech. To je obzvláště cenné pro výzkumníky, výrobce a servisní techniky.
Čas zveřejnění: 26. března 2024