У сучасних умовах дефіцит ресурсів та погіршення стану навколишнього середовища стали дуже актуальною проблемою по всій країні, а питання розумного розвитку та використання відновлюваної енергії стало гарячою точкою широкого занепокоєння. Вітрова енергетика як екологічно чиста відновлювана енергія має великий потенціал розвитку, вітроенергетика стала новою енергетичною галуззю, дуже зрілою та перспективною для розвитку галуззю, а також широко використовуються датчики швидкості вітру та ультразвукові датчики швидкості вітру.
По-перше, застосування датчика швидкості та напрямку вітру
Датчики швидкості та напрямку вітру широко використовуються у виробництві вітроенергетики. Кінетична енергія вітру перетворюється на механічну кінетичну енергію, а потім механічна енергія перетворюється на електричну кінетичну енергію, яка і є енергією вітру. Принцип вироблення вітроенергії полягає у використанні вітру для обертання лопатей вітряка, а потім у збільшенні швидкості обертання за допомогою редуктора швидкості, щоб стимулювати генератор до вироблення електроенергії.
Хоча процес виробництва енергії вітру є надзвичайно екологічно чистим, відсутність стабільності виробництва енергії вітру робить її вартість вищою, ніж у інших видів виробництва енергії. Тому для того, щоб добре контролювати енергію вітру, адаптуватися до змін вітру для досягнення граничного рівня виробництва енергії та зменшити витрати, необхідно точно та своєчасно вимірювати напрямок і швидкість вітру, щоб відповідно керувати вентилятором. Крім того, вибір місця розташування вітрових електростанцій також вимагає попереднього прогнозування швидкості та напрямку вітру, щоб забезпечити обґрунтовану основу для аналізу. Тому використання датчиків швидкості та напрямку вітру для точного вимірювання параметрів вітру має вирішальне значення у виробництві енергії вітру.
По-друге, принцип роботи датчика швидкості та напрямку вітру
1, механічний датчик швидкості та напрямку вітру
Механічний датчик швидкості та напрямку вітру. Через наявність механічного обертового вала, його поділяють на два типи обладнання: датчик швидкості вітру та датчик напрямку вітру.
Датчик швидкості вітру
Механічний датчик швидкості вітру — це датчик, який може безперервно вимірювати швидкість вітру та об'єм повітря (об'єм повітря = швидкість вітру × площа поперечного перерізу). Більш поширеним датчиком швидкості вітру є чашеподібний датчик швидкості вітру, який, як кажуть, вперше був винайдений Робінсоном у Великій Британії. Вимірювальна секція складається з трьох або чотирьох напівсферичних чашок, які встановлені в одному напрямку під однаковим кутом на обертовому кронштейні на вертикальній поверхні.
Датчик напрямку вітру
Датчик напрямку вітру – це фізичний пристрій, який виявляє та визначає напрямок вітру за допомогою обертання стрілки напрямку вітру, передає її на коаксіальний кодовий циферблат та одночасно видає відповідне значення напрямку вітру. Його основний корпус використовує механічну структуру флюгера: коли вітер дме у хвостове крило флюгера, стрілка флюгера вказує напрямок вітру. Для підтримки чутливості до напрямку також використовуються різні внутрішні механізми для визначення напрямку датчика швидкості вітру.
2, ультразвуковий датчик швидкості та напрямку вітру
Принцип роботи ультразвукової хвилі полягає у використанні методу різниці часу ультразвуком для вимірювання швидкості та напрямку вітру. Через швидкість, з якою звук поширюється в повітрі, на неї накладається швидкість повітряного потоку, що рухається вгору від вітру. Якщо ультразвукова хвиля поширюється в тому ж напрямку, що й вітер, її швидкість збільшуватиметься; З іншого боку, якщо напрямок поширення ультразвуку протилежний напрямку вітру, то його швидкість сповільнюватиметься. Тому за фіксованих умов виявлення швидкість поширення ультразвуку в повітрі може відповідати функції швидкості вітру. Точну швидкість та напрямок вітру можна отримати розрахунком. Коли звукові хвилі поширюються в повітрі, їхня швидкість значно залежить від температури; датчик швидкості вітру виявляє два протилежні напрямки на двох каналах, тому температура має незначний вплив на швидкість звукових хвиль.
Як невід'ємна частина розвитку вітроенергетики, датчик швидкості та напрямку вітру безпосередньо впливає на надійність та ефективність виробництва енергії вентилятором, а також безпосередньо пов'язаний з прибутком, рентабельністю та задоволенням потреб вітроенергетичної галузі. Наразі вітрові електростанції здебільшого розташовані в дикому природному середовищі суворих місць, з низькими температурами, великою кількістю запиленості, робочою температурою та опором вигину, що ставить перед системою дуже суворі вимоги. Існуючі механічні вироби дещо недосконалі в цьому відношенні. Тому ультразвукові датчики швидкості та напрямку вітру можуть мати широкі перспективи застосування у вітроенергетиці.
Час публікації: 16 травня 2024 р.