Ветряные турбины играют ключевую роль в переходе мира к нулевому уровню выбросов. Здесь мы рассмотрим сенсорную технологию, обеспечивающую их безопасную и эффективную работу.
Срок службы ветряных турбин составляет 25 лет, и датчики играют ключевую роль в обеспечении этого срока. Измеряя скорость ветра, вибрацию, температуру и другие параметры, эти миниатюрные устройства обеспечивают безопасную и эффективную работу ветряных турбин.
Ветряные турбины также должны быть экономически выгодными. В противном случае их использование будет считаться менее целесообразным, чем использование других видов чистой энергии или даже энергии ископаемого топлива. Датчики могут предоставлять данные о производительности, которые операторы ветряных электростанций могут использовать для достижения пиковой выработки электроэнергии.
Базовая технология датчиков для ветровых турбин позволяет отслеживать ветер, вибрацию, смещение, температуру и физическое напряжение. Следующие датчики помогают определить базовые условия и обнаружить значительные отклонения от них.
Способность определять скорость и направление ветра критически важна для оценки эффективности ветроэлектростанций и отдельных турбин. Срок службы, надёжность, функциональность и долговечность являются основными критериями при оценке различных датчиков ветра.
Большинство современных датчиков ветра — механические или ультразвуковые. Механические анемометры используют вращающуюся чашку и крыльчатку для определения скорости и направления. Ультразвуковые датчики посылают ультразвуковые импульсы с одной стороны датчика на приёмник, расположенный с другой стороны. Скорость и направление ветра определяются путём измерения полученного сигнала.
Многие операторы предпочитают ультразвуковые датчики ветра, поскольку они не требуют повторной калибровки. Это позволяет размещать их в местах, где обслуживание затруднено.
Обнаружение вибраций и любых перемещений критически важно для контроля целостности и производительности ветряных турбин. Акселерометры обычно используются для контроля вибрации подшипников и вращающихся компонентов. Датчики LiDAR часто используются для контроля вибрации башни и отслеживания любых перемещений с течением времени.
В некоторых условиях медные компоненты, используемые для передачи мощности турбины, могут выделять большое количество тепла, вызывая опасные ожоги. Датчики температуры могут контролировать токопроводящие компоненты, склонные к перегреву, и предотвращать повреждения с помощью автоматических или ручных мер по устранению неисправностей.
Ветряные турбины проектируются, изготавливаются и смазываются таким образом, чтобы предотвратить трение. Одним из наиболее важных мест для предотвращения трения является приводной вал, что достигается, прежде всего, за счёт поддержания критического расстояния между валом и подшипниками.
Вихретоковые датчики часто используются для контроля зазора подшипника. Уменьшение зазора приводит к ухудшению смазки, что может привести к снижению эффективности и повреждению турбины. Вихретоковые датчики определяют расстояние между объектом и контрольной точкой. Они способны выдерживать воздействие жидкостей, давления и температуры, что делает их идеальными для контроля зазора подшипника в суровых условиях.
Сбор и анализ данных критически важны для повседневной работы и долгосрочного планирования. Подключение датчиков к современной облачной инфраструктуре обеспечивает доступ к данным ветряных электростанций и высокоуровневое управление. Современные аналитические инструменты позволяют объединять последние эксплуатационные данные с историческими данными для получения ценной информации и создания автоматических оповещений о производительности.
Последние инновации в области сенсорных технологий обещают повысить эффективность, снизить затраты и улучшить устойчивость. Эти достижения касаются искусственного интеллекта, автоматизации процессов, цифровых двойников и интеллектуального мониторинга.
Как и многие другие процессы, искусственный интеллект значительно ускорил обработку данных с датчиков, предоставляя больше информации, повышая эффективность и снижая затраты. Природа ИИ подразумевает, что со временем он будет предоставлять больше информации. Автоматизация процессов использует данные с датчиков, автоматизированную обработку и программируемые логические контроллеры для автоматической регулировки шага, выходной мощности и других параметров. Многие стартапы добавляют облачные вычисления для автоматизации этих процессов, чтобы упростить использование технологии. Новые тенденции в данных с датчиков ветряных турбин выходят за рамки вопросов, связанных с технологическим процессом. Данные, собранные с ветряных турбин, теперь используются для создания цифровых двойников турбин и других компонентов ветряных электростанций. Цифровые двойники могут использоваться для создания симуляций и помощи в процессе принятия решений. Эта технология бесценна при планировании ветряных электростанций, проектировании турбин, экспертизе, обеспечении устойчивого развития и других областях. Это особенно ценно для исследователей, производителей и специалистов по обслуживанию.
Время публикации: 26 марта 2024 г.