Máy phát điện gió hiện đại đang "chuẩn bị" cho việc tiếp nhận gió từ lâu trước khi nó xuất hiện

Bài báo mô tả thiết bị mới cho phép máy phát điện gió tự động điều chỉnh theo luồng không khí.

Có vẻ như việc thu thập năng lượng gió là một vấn đề đơn giản. Không khí đi qua các cánh tuabin, làm cho nó quay. Tua bin điều khiển máy phát điện. Một máy phát điện sản xuất điện. Nhưng, trên thực tế, không phải mọi thứ đều đơn giản như vậy.

Máy phát điện gió không bị hỏng được lắp đặt ở khu vực thường có bão. Một cơn gió mạnh có thể làm hỏng hoặc thậm chí phá hủy các tuabin khí nếu chúng ở sai góc. Chúng nên được tinh chỉnh để các cơn gió mạnh xoay, không phá hủy các lưỡi dao. Điều chỉnh như vậy là một điều phổ biến trong làm việc với các thiết bị tuabin.

Quá trình này có thể tạo điều kiện thuận lợi cho công nghệ được tạo ra Torben Mikkelsen và các đồng nghiệp của ông từ Phòng thí nghiệm nguồn năng lượng bền vững Đan Mạch Risoe DTU. Tiến sĩ Mikkelsen đang làm việc trên một hệ thống cho phép mỗi máy phát điện quét ngược gió và điều chỉnh trước các lưỡi dao.

Công nghệ cốt lõi được gọi là nắp (LIDAR - thiết bị định vị laser hồng ngoại khí tượng) đã được biết đến từ những năm 70. Giống như radar, nó gửi sóng điện từ, và sau đó phân tích những thứ đã quay trở lại, xác định những gì chúng đang chống lại.

Bước sóng lớn của radar cho phép bạn chỉ phát hiện các vật thể lớn. Các flipar sử dụng sóng ánh sáng. Chiều dài của chúng ngắn hơn nhiều và chúng dễ dàng chống lại các vật thể nhỏ. Nhân tiện, tầm nhìn của con người dựa trên sóng ánh sáng. Sóng ngắn được sử dụng trong gió, đánh bật từ các hạt nhỏ, chẳng hạn như giọt nước, bụi, phấn hoa và tinh thể muối, chuyển động của chúng có thể xác định tương đối chính xác tốc độ gió.

Tiến sĩ Mikkelsen và các đồng nghiệp của ông đã quyết định rằng các hòn đảo có thể quét gió sắp xảy ra và xác định hành vi của nó trước khi tiếp xúc với tuabin. Để kiểm tra ý tưởng của họ, họ đã cài đặt các ứng dụng trên Tua bin gió 120 mét ở Hovsor, một cơ sở đào tạo của Đan Mạch cho loại công nghệ này.

Lidars đã phân tích gió đến gần bằng cách sử dụng tia laser phát ra ánh sáng hồng ngoại có bước sóng 1,55 micron. Ánh sáng đi lạc được chụp bởi một thiết bị nhạy cảm phát hiện sự trở lại của ngay cả một photon (hạt cơ học lượng tử tạo ra ánh sáng) từ hàng ngàn tỷ phát ra từ laser.

Thiết bị này đo tốc độ chuyển động của gió ở độ cao 40, 60, 80 và 100 mét so với mặt đất trong 100-200 mét phía trước tuabin. Sau đó, dữ liệu thu thập được so sánh với các phép đo gió bằng máy đo tốc độ cốc (quay trong gió, đo tốc độ của nó) để hiệu chỉnh nắp. Sau đó, một máy tính phân tích thông tin từ máy bay có thể được kết nối với các động cơ điều chỉnh góc của các cánh tuabin để tăng lượng năng lượng được tạo ra và giảm khả năng thiệt hại.

Các nhà khoa học đã có thể thu được dữ liệu chính xác ở mọi độ cao gần tuabin. Nhưng khi cài đặt thiết bị trên mặt đất, một số vấn đề phát sinh. Hướng chùm tia laser vào không khí, từ dưới lên, ông phân tích ‘hình nón với điểm bắt đầu ở đế của tuabin. Vì vậy, bạn có thể tính toán tốc độ gió, nhưng bạn không thể tìm ra cách nó thay đổi trong vùng 200 mét gần máy phát điện. Để lấy dữ liệu, chùm tia laze phải được gửi từ trung tâm của tuabin khí.

Việc lắp đặt một nắp ở trung tâm của máy phát điện gió gây ra những khó khăn do lực ly tâm phát sinh từ vòng quay. Đối với hoạt động bình thường của các hòn đảo, các nhà nghiên cứu đã thay thế thiết bị truyền thống, trong đó chùm tia được dẫn hướng bằng gương, một sự phát triển mới với hệ thống cáp quang.

Theo Michael Harris, phát ngôn viên của Natural Power, nhà phát triển tuabin gió có trụ sở tại Anh, trung tâm của tuabin đang biến thành một thứ giống như máy sấy trống. Khả năng thiết bị mới sẽ thất bại ít hơn nhiều, vì trong đó ánh sáng truyền qua cáp.

Một vấn đề khác mà các nhà khoa học gặp phải khi cài đặt nắp là tiếng ồn điện từ máy phát. Một máy dò nhạy cảm có thể đi chệch dưới ảnh hưởng của dòng điện đi lạc. Các nhà nghiên cứu đã đề nghị bọc vỏ bọc trong một vật liệu bảo vệ tiếp đất năng lượng dư thừa.

Kết quả là một hệ thống cải thiện 5% sản lượng điện. Có thể con số này không ấn tượng, nhưng đối với một tuabin có công suất 4 megawatt, số tiền tiết kiệm là 38.000 đô la. mỗi năm Đừng quên tăng tuổi thọ của lưỡi dao và máy phát điện.

Xem thêm: Trongmáy phát điện ở Nga: cách chọn, lắp đặt và tránh thất vọng