Optymalizacja wydajności turbin wiatrowych za pomocą rozwiązań czujników

Turbiny wiatrowe są kluczowym elementem przejścia świata do zerowej emisji netto.Tutaj przyglądamy się technologii czujników, która zapewnia ich bezpieczne i wydajne działanie.
Turbiny wiatrowe mają żywotność 25 lat, a czujniki odgrywają kluczową rolę w zapewnieniu, że turbiny osiągną swoją oczekiwaną długość życia.Mierząc prędkość wiatru, wibracje, temperaturę i inne parametry, te maleńkie urządzenia zapewniają bezpieczną i wydajną pracę turbin wiatrowych.
Turbiny wiatrowe muszą być także opłacalne.W przeciwnym razie ich wykorzystanie zostanie uznane za mniej praktyczne niż wykorzystanie innych form czystej energii, a nawet energii z paliw kopalnych.Czujniki mogą dostarczać dane dotyczące wydajności, które operatorzy farm wiatrowych mogą wykorzystać do osiągnięcia szczytowej produkcji energii.
Najbardziej podstawowa technologia czujników do turbin wiatrowych wykrywa wiatr, wibracje, przemieszczenie, temperaturę i obciążenie fizyczne.Poniższe czujniki pomagają ustalić warunki bazowe i wykryć, kiedy warunki znacznie odbiegają od wartości bazowych.
Możliwość określenia prędkości i kierunku wiatru ma kluczowe znaczenie dla oceny wydajności farm wiatrowych i poszczególnych turbin.Żywotność, niezawodność, funkcjonalność i trwałość to główne kryteria przy ocenie różnych czujników wiatru.
Większość nowoczesnych czujników wiatru to czujniki mechaniczne lub ultradźwiękowe.Anemometry mechaniczne wykorzystują obracającą się miskę i łopatkę do określenia prędkości i kierunku.Czujniki ultradźwiękowe wysyłają impulsy ultradźwiękowe z jednej strony czujnika do odbiornika po drugiej stronie.Prędkość i kierunek wiatru określa się poprzez pomiar odbieranego sygnału.
Wielu operatorów preferuje ultradźwiękowe czujniki wiatru, ponieważ nie wymagają one ponownej kalibracji.Dzięki temu można je umieścić w miejscach, gdzie konserwacja jest utrudniona.
Wykrywanie wibracji i wszelkich ruchów ma kluczowe znaczenie dla monitorowania integralności i wydajności turbin wiatrowych.Akcelerometry są powszechnie stosowane do monitorowania wibracji w łożyskach i elementach obrotowych.Czujniki LiDAR są często używane do monitorowania wibracji wieży i śledzenia wszelkich ruchów w czasie.
W niektórych środowiskach miedziane elementy wykorzystywane do przenoszenia mocy turbiny mogą generować duże ilości ciepła, powodując niebezpieczne oparzenia.Czujniki temperatury mogą monitorować podzespoły przewodzące podatne na przegrzanie i zapobiegać uszkodzeniom poprzez automatyczne lub ręczne rozwiązywanie problemów.
Turbiny wiatrowe są projektowane, produkowane i smarowane tak, aby zapobiegać tarciu.Jednym z najważniejszych obszarów zapobiegania tarciu jest obszar wokół wału napędowego, który osiąga się przede wszystkim poprzez utrzymanie krytycznej odległości pomiędzy wałem a związanymi z nim łożyskami.
Do monitorowania „luzu łożyskowego” często stosuje się czujniki wiroprądowe.Jeśli luz się zmniejszy, smarowanie ulegnie zmniejszeniu, co może prowadzić do zmniejszenia wydajności i uszkodzenia turbiny.Czujniki wiroprądowe określają odległość obiektu od punktu odniesienia.Są odporne na płyny, ciśnienie i temperaturę, dzięki czemu idealnie nadają się do monitorowania luzów łożyskowych w trudnych warunkach.
Gromadzenie i analiza danych mają kluczowe znaczenie dla codziennych operacji i planowania długoterminowego.Podłączenie czujników do nowoczesnej infrastruktury chmurowej zapewnia dostęp do danych farm wiatrowych i kontrolę na wysokim poziomie.Nowoczesna analityka może łączyć najnowsze dane operacyjne z danymi historycznymi, aby zapewnić cenne spostrzeżenia i wygenerować automatyczne alerty dotyczące wydajności.
Najnowsze innowacje w technologii czujników obiecują poprawę wydajności, redukcję kosztów i poprawę zrównoważonego rozwoju.Postępy te dotyczą sztucznej inteligencji, automatyzacji procesów, cyfrowych bliźniaków i inteligentnego monitorowania.
Podobnie jak wiele innych procesów, sztuczna inteligencja znacznie przyspieszyła przetwarzanie danych z czujników, aby dostarczyć więcej informacji, poprawić wydajność i obniżyć koszty.Charakter sztucznej inteligencji oznacza, że ​​z czasem będzie dostarczać więcej informacji.Automatyzacja procesów wykorzystuje dane z czujników, automatyczne przetwarzanie i programowalne sterowniki logiczne do automatycznego dostosowywania wysokości tonu, mocy wyjściowej i innych parametrów.Wiele startupów dodaje przetwarzanie w chmurze, aby zautomatyzować te procesy i ułatwić korzystanie z technologii.Nowe trendy w danych z czujników turbin wiatrowych wykraczają poza kwestie związane z procesami.Dane zebrane z turbin wiatrowych są obecnie wykorzystywane do tworzenia cyfrowych bliźniaków turbin i innych elementów farm wiatrowych.Cyfrowe bliźniaki można wykorzystać do tworzenia symulacji i wspomagania procesu decyzyjnego.Technologia ta jest nieoceniona w planowaniu farm wiatrowych, projektowaniu turbin, kryminalistyce, zrównoważonym rozwoju i nie tylko.Jest to szczególnie cenne dla badaczy, producentów i techników serwisowych.