Ветряные турбины являются ключевым компонентом в глобальном переходе к нулевым выбросам углерода. В этой статье мы рассмотрим сенсорные технологии, обеспечивающие их безопасную и эффективную работу.
Срок службы ветротурбин составляет 25 лет, и датчики играют ключевую роль в обеспечении того, чтобы турбины проработали весь этот срок. Измеряя скорость ветра, вибрацию, температуру и другие параметры, эти миниатюрные устройства обеспечивают безопасную и эффективную работу ветротурбин.
Ветряные турбины также должны быть экономически целесообразными. В противном случае их использование будет считаться менее практичным, чем использование других форм чистой энергии или даже энергии ископаемого топлива. Датчики могут предоставлять данные о производительности, которые операторы ветропарков могут использовать для достижения пиковой выработки электроэнергии.
Простейшая сенсорная технология для ветротурбин позволяет обнаруживать ветер, вибрацию, смещение, температуру и физические нагрузки. Следующие датчики помогают установить базовые условия и обнаружить, когда условия значительно отклоняются от базовых.
Возможность определять скорость и направление ветра имеет решающее значение для оценки эффективности ветропарков и отдельных турбин. Срок службы, надежность, функциональность и долговечность являются основными критериями при оценке различных датчиков ветра.
Большинство современных датчиков ветра являются механическими или ультразвуковыми. Механические анемометры используют вращающуюся чашку и лопасти для определения скорости и направления ветра. Ультразвуковые датчики посылают ультразвуковые импульсы с одной стороны датчика на приемник с другой стороны. Скорость и направление ветра определяются путем измерения полученного сигнала.
Многие операторы предпочитают ультразвуковые датчики ветра, поскольку они не требуют повторной калибровки. Это позволяет размещать их в местах, где техническое обслуживание затруднено.
Обнаружение вибраций и любых движений имеет решающее значение для контроля целостности и производительности ветротурбин. Акселерометры обычно используются для мониторинга вибраций в подшипниках и вращающихся компонентах. Датчики LiDAR часто используются для мониторинга вибраций башни и отслеживания любых движений во времени.
В некоторых условиях медные компоненты, используемые для передачи энергии турбины, могут выделять большое количество тепла, вызывая опасные ожоги. Датчики температуры могут контролировать проводящие компоненты, склонные к перегреву, и предотвращать их повреждение с помощью автоматических или ручных методов поиска и устранения неисправностей.
Ветротурбины проектируются, изготавливаются и смазываются таким образом, чтобы предотвратить трение. Одна из наиболее важных областей, где необходимо предотвратить трение, — это область вокруг приводного вала, что достигается, главным образом, за счет поддержания критического расстояния между валом и соответствующими подшипниками.
Датчики вихревых токов часто используются для контроля зазора в подшипниках. Уменьшение зазора приводит к снижению смазки, что может снизить эффективность и повредить турбину. Датчики вихревых токов определяют расстояние между объектом и контрольной точкой. Они способны выдерживать воздействие жидкостей, давления и температуры, что делает их идеальными для контроля зазоров в подшипниках в суровых условиях.
Сбор и анализ данных имеют решающее значение для повседневной работы и долгосрочного планирования. Подключение датчиков к современной облачной инфраструктуре обеспечивает доступ к данным ветропарка и высокоуровневое управление. Современные аналитические инструменты могут объединять недавние оперативные данные с историческими данными, предоставляя ценную информацию и генерируя автоматические оповещения о производительности.
Последние инновации в сенсорных технологиях обещают повысить эффективность, снизить затраты и улучшить экологичность. Эти достижения связаны с искусственным интеллектом, автоматизацией процессов, цифровыми двойниками и интеллектуальным мониторингом.
Как и многие другие процессы, искусственный интеллект значительно ускорил обработку данных с датчиков, позволяя получать больше информации, повышать эффективность и снижать затраты. Природа ИИ такова, что со временем он будет предоставлять всё больше информации. Автоматизация процессов использует данные с датчиков, автоматизированную обработку и программируемые логические контроллеры для автоматической регулировки угла наклона лопастей, выходной мощности и многого другого. Многие стартапы внедряют облачные вычисления для автоматизации этих процессов, чтобы упростить использование технологии. Новые тенденции в области данных с датчиков ветротурбин выходят за рамки вопросов, связанных с технологическими процессами. Данные, собранные с ветротурбин, теперь используются для создания цифровых двойников турбин и других компонентов ветропарков. Цифровые двойники могут использоваться для создания симуляций и оказания помощи в процессе принятия решений. Эта технология бесценна в планировании ветропарков, проектировании турбин, криминалистике, устойчивом развитии и многом другом. Это особенно важно для исследователей, производителей и сервисных специалистов.
Дата публикации: 26 марта 2024 г.