Šiuolaikiniai vėjo generatoriai „ruošiasi“ vėjo priėmimui dar ilgai, kol jis pasirodo

Straipsnyje aprašoma nauja įranga, leidžianti vėjo generatoriams automatiškai prisitaikyti prie oro srauto.

Atrodytų, kad vėjo energijos kaupimas yra paprastas dalykas. Oras praeina per turbinos mentes, todėl jis sukasi. Turbina varo generatorių. Generatorius gamina elektrą. Tačiau iš tikrųjų ne viskas taip paprasta.

Vėjo generatoriai be trikdžių montuojami toje vietoje, kur dažnai siautėja audros. Stiprus vėjas gali sugadinti ar net sunaikinti oro turbinas, jei jos yra netinkamu kampu. Jie turėtų būti tiksliai sureguliuoti, kad galingi gūsiai suktųsi, o ne sunaikintų ašmenis. Toks derinimas yra įprastas dalykas dirbant su turbinų įranga.

Šis procesas gali labai palengvinti sukurtą technologiją Torbenas Mikkelsenas ir jo kolegos iš Danijos nacionalinės tvarių energijos šaltinių laboratorijos Risoe DTU. Dr. Mikkelsenas dirba prie sistemos, leidžiančios kiekvienam generatoriui nuskaityti vėją ir iš anksto sureguliuoti peilius.

Pagrindinė technologija vadinama lidaras (LIDAR - meteorologinis infraraudonųjų spindulių lazerio ieškiklis) buvo žinomas nuo 70-ųjų. Kaip ir radaras, jis siunčia elektromagnetines bangas, o tada analizuoja tas, kurios grįžo, ir nustato, nuo ko jos kovoja.

Didelis radaro bangos ilgis leidžia aptikti tik didelius objektus. Lidaras naudoja šviesos bangas. Jų ilgis yra daug trumpesnis ir jie lengvai kovoja su mažais daiktais. Beje, žmogaus regėjimas remiasi šviesos bangomis. Naudojamos trumposios bangos vėjo lidaras, nuplaukite nuo mažų dalelių, tokių kaip vandens lašai, dulkių, žiedadulkių ir druskos kristalai, kurių judėjimas gali palyginti tiksliai nustatyti vėjo greitį.

Daktaras Mikkelsenas ir jo kolegos nusprendė, kad lidaras galėtų nuskaityti artėjantį vėją ir nustatyti jo elgesį prieš kontaktuodamas su turbina. Norėdami išmėginti savo idėją, jie sumontavo kaladėles 120 metrų vėjo jėgainės Hovsore, Danijos mokymo vietoje, skirtoje tokios rūšies technologijoms.

Lidarai išanalizavo artėjantį vėją naudodamiesi lazeriu, kuris skleidė 1,55 mikronų bangos ilgio infraraudonąją šviesą. Pasklidusią šviesą užfiksavo jautrus prietaisas, kuris nustato net vieno fotono (kvantinės-mechaninės dalelės, sudarančios šviesą) grįžimą iš tūkstančių milijardų, išlaisvintų lazeriu.

Prietaisas matuoja vėjo judėjimo greitį 40, 60, 80 ir 100 metrų virš žemės paviršiaus 100-200 metrų prieš turbiną. Tada surinkti duomenys lyginami su vėjo matavimais tauriniu anemometru (kuris sukasi vėjyje matuoja jo greitį) kalibravimui. Po to kompiuteris, analizuojantis informaciją iš lidaro, gali būti prijungtas prie variklių, kurie sureguliuoja turbinos menčių kampą, kad padidėtų pagamintos energijos kiekis ir sumažėtų žalos galimybė.

Mokslininkams pavyko gauti tikslius duomenis visais aukščiais šalia turbinos. Bet montuojant įrenginį ant žemės iškilo daugybė problemų. Lazerio spindulį nukreipdamas į orą iš apačios į viršų, jis išanalizavo „kūgį“ su turbinos pagrindo pradiniu tašku. Taigi galite apskaičiuoti vėjo greitį, tačiau negalite sužinoti, kaip jis keičiasi 200 metrų zonoje šalia generatoriaus. Norint paimti duomenis, lidaro lazerio spindulys turėtų būti siunčiamas iš pačios oro turbinos centro.

Dėl vėjo generatoriaus centre sumontuoto skaitiklio kilo sunkumų dėl išcentrinės jėgos, kylančios dėl sukimosi. Normaliam lidaro darbui atlikti, tyrėjai pakeitė tradicinį įtaisą, kuriame spindulys nukreiptas veidrodžiais. Tai nauja plėtra su optinio pluošto sistema.

Pasak JK įkurtos vėjo jėgainių kūrėjos „Natural Power“ atstovo Michaelio Harriso, turbinos centras virsta kažkuo panašiu į būgnų džiovintuvą. Naujojo prietaiso sugedimo tikimybė yra daug mažesnė, nes jame šviesa eina per laidą.

Kita problema, su kuria susidūrė mokslininkai, montuodami lidarą, yra generatoriaus skleidžiamas elektrinis triukšmas. Jautrus detektorius gali nukrypti veikdamas pasklidąsias sroves. Tyrėjai pasiūlė apvynioti dangtelį apsauginėje medžiagoje, kuri sumala energijos perteklių.

Rezultatas yra sistema, kuri pagerina elektros energijos gamybą 5%. Galbūt šis skaičius nėra įspūdingas, tačiau vienos turbinos, kurios galia yra 4 megavatai, santaupos siekia 38 000 dolerių. per metus. Nepamirškite padidinti peilių ir paties generatoriaus tarnavimo laiko.

Taip pat žiūrėkite: Inelektros generatoriai Rusijoje: kaip išsirinkti, įdiegti ir išvengti nusivylimo