Оптимізація продуктивності вітрової турбіни за допомогою сенсорних рішень

Вітрові турбіни є ключовим компонентом у переході світу до нульового енергоспоживання.Тут ми розглянемо сенсорну технологію, яка забезпечує його безпечну та ефективну роботу.
Очікуваний термін служби вітрових турбін становить 25 років, а датчики відіграють ключову роль у забезпеченні того, щоб турбіни досягли свого очікуваного терміну служби.Вимірюючи швидкість вітру, вібрацію, температуру тощо, ці маленькі пристрої забезпечують безпечну та ефективну роботу вітрових турбін.
Вітрові турбіни також повинні бути економічно життєздатними.Інакше їх використання вважатиметься менш практичним, ніж використання інших форм чистої енергії або навіть енергії викопного палива.Датчики можуть надавати дані про продуктивність, які оператори вітрових електростанцій можуть використовувати для досягнення максимальної потужності.
Основна сенсорна технологія для вітрових турбін виявляє вітер, вібрацію, переміщення, температуру та фізичне навантаження.Наступні датчики допомагають встановити базові умови та виявити, коли умови значно відхиляються від базової лінії.
Здатність визначати швидкість і напрямок вітру має вирішальне значення для оцінки продуктивності вітрових електростанцій та окремих турбін.Термін служби, надійність, функціональність і довговічність є основними критеріями при оцінці різних датчиків вітру.
Більшість сучасних датчиків вітру механічні або ультразвукові.Механічні анемометри використовують обертову чашку та лопатку для визначення швидкості та напрямку.Ультразвукові датчики надсилають ультразвукові імпульси з одного боку датчика до приймача з іншого боку.Швидкість і напрямок вітру визначають шляхом вимірювання отриманого сигналу.
Багато операторів віддають перевагу ультразвуковим датчикам вітру, оскільки вони не потребують повторного калібрування.Це дозволяє розміщувати їх у місцях, де складно доглядати.
Виявлення вібрацій і будь-яких рухів має вирішальне значення для моніторингу цілісності та продуктивності вітрових турбін.Акселерометри зазвичай використовуються для моніторингу вібрації в підшипниках і обертових компонентах.Датчики LiDAR часто використовуються для моніторингу вібрації вежі та відстеження будь-яких рухів у часі.
У деяких середовищах мідні компоненти, які використовуються для передачі потужності турбіни, можуть виділяти велику кількість тепла, спричиняючи небезпечні опіки.Датчики температури можуть контролювати провідні компоненти, які схильні до перегріву, і запобігати пошкодженню за допомогою автоматичних або ручних заходів з усунення несправностей.
Вітрові турбіни розроблені, виготовлені та змащені для запобігання тертя.Однією з найважливіших зон для запобігання тертя є навколо ведучого вала, що досягається головним чином підтримкою критичної відстані між валом і пов’язаними з ним підшипниками.
Датчики вихрових струмів часто використовуються для контролю «зазору підшипника».Якщо зазор зменшиться, змащення зменшиться, що може призвести до зниження ефективності та пошкодження турбіни.Датчики вихрових струмів визначають відстань між об'єктом і точкою відліку.Вони здатні витримувати рідини, тиск і температуру, що робить їх ідеальними для контролю зазорів підшипників у важких умовах.
Збір і аналіз даних є критично важливими для повсякденної роботи та довгострокового планування.Підключення датчиків до сучасної хмарної інфраструктури забезпечує доступ до даних ВЕС і контроль високого рівня.Сучасна аналітика може поєднувати останні операційні дані з історичними даними, щоб надавати цінну інформацію та генерувати автоматичні сповіщення про продуктивність.
Останні інновації в сенсорних технологіях обіцяють підвищити ефективність, зменшити витрати та підвищити стійкість.Ці досягнення стосуються штучного інтелекту, автоматизації процесів, цифрових двійників та інтелектуального моніторингу.
Як і багато інших процесів, штучний інтелект значно прискорив обробку даних датчиків, щоб надати більше інформації, підвищити ефективність і зменшити витрати.Природа ШІ означає, що з часом він надаватиме більше інформації.Автоматизація процесів використовує дані датчиків, автоматизовану обробку та програмовані логічні контролери для автоматичного регулювання висоти, вихідної потужності тощо.Багато стартапів додають хмарні обчислення, щоб автоматизувати ці процеси, щоб полегшити використання технології.Нові тенденції в даних датчиків вітрових турбін виходять за рамки питань, пов’язаних з процесом.Дані, зібрані з вітрових турбін, тепер використовуються для створення цифрових двійників турбін та інших компонентів вітрових електростанцій.Цифрові близнюки можна використовувати для створення симуляцій і допомоги в процесі прийняття рішень.Ця технологія має безцінне значення для планування вітрових електростанцій, проектування турбін, судової експертизи, сталого розвитку тощо.Це особливо цінно для дослідників, виробників і техніків з обслуговування.