Vetrne turbine so ključni element svetovnega prehoda na ničelne emisije. Tukaj si bomo ogledali senzorsko tehnologijo, ki zagotavlja njeno varno in učinkovito delovanje.
Vetrne turbine imajo pričakovano življenjsko dobo 25 let, senzorji pa igrajo ključno vlogo pri zagotavljanju, da turbine dosežejo svojo življenjsko dobo. Z merjenjem hitrosti vetra, vibracij, temperature in drugih dejavnikov te drobne naprave zagotavljajo varno in učinkovito delovanje vetrnih turbin.
Vetrne turbine morajo biti tudi ekonomsko upravičene. V nasprotnem primeru bo njihova uporaba manj praktična kot uporaba drugih oblik čiste energije ali celo energije fosilnih goriv. Senzorji lahko zagotovijo podatke o delovanju, ki jih lahko upravljavci vetrnih elektrarn uporabijo za doseganje končne proizvodnje energije.
Najosnovnejša senzorska tehnologija za vetrne turbine zaznava veter, vibracije, premik, temperaturo in fizične obremenitve. Naslednji senzorji pomagajo določiti osnovne pogoje in zaznati, kdaj pogoji bistveno odstopajo od osnovnih.
Zmožnost določanja hitrosti in smeri vetra je ključnega pomena za oceno delovanja vetrnih elektrarn in posameznih turbin. Življenjska doba, zanesljivost, funkcionalnost in vzdržljivost so glavna merila pri ocenjevanju različnih senzorjev vetra.
Večina sodobnih senzorjev vetra je mehanskih ali ultrazvočnih. Mehanski anemometri uporabljajo vrtečo se skodelico in lopatico za določanje hitrosti in smeri. Ultrazvočni senzorji pošiljajo ultrazvočne impulze z ene strani senzorske enote na sprejemnik na drugi strani. Hitrost in smer vetra se določata z merjenjem prejetega signala.
Mnogi upravljavci imajo raje ultrazvočne senzorje vetra, ker ne potrebujejo ponovne kalibracije. To jim omogoča namestitev na mesta, kjer je vzdrževanje oteženo.
Zaznavanje vibracij in morebitnih gibanj je ključnega pomena za spremljanje celovitosti in delovanja vetrnih turbin. Merilniki pospeška se pogosto uporabljajo za spremljanje vibracij v ležajih in vrtečih se komponentah. Senzorji LiDAR se pogosto uporabljajo za spremljanje vibracij stolpov in sledenje morebitnih gibanj skozi čas.
V nekaterih okoljih lahko bakrene komponente, ki se uporabljajo za prenos moči turbin, ustvarijo velike količine toplote, kar povzroči nevarne opekline. Temperaturni senzorji lahko spremljajo prevodne komponente, ki so nagnjene k pregrevanju, in preprečijo poškodbe z avtomatskimi ali ročnimi ukrepi za odpravljanje težav.
Vetrne turbine so zasnovane, izdelane in mazane tako, da preprečujejo trenje. Eno najpomembnejših področij za preprečevanje trenja je okoli pogonske gredi, kar se doseže predvsem z vzdrževanjem kritične razdalje med gredjo in pripadajočimi ležaji.
Senzorji vrtinčnih tokov se pogosto uporabljajo za spremljanje "zračnosti ležajev". Če se zračnost zmanjša, se mazanje zmanjša, kar lahko povzroči manjšo učinkovitost in poškodbe turbine. Senzorji vrtinčnih tokov določajo razdaljo med predmetom in referenčno točko. Prenesejo tekočine, tlak in temperaturo, zaradi česar so idealni za spremljanje zračnosti ležajev v zahtevnih okoljih.
Zbiranje in analiza podatkov sta ključnega pomena za vsakodnevno delovanje in dolgoročno načrtovanje. Povezava senzorjev s sodobno oblačno infrastrukturo omogoča dostop do podatkov vetrnih elektrarn in nadzor na visoki ravni. Sodobna analitika lahko združuje nedavne obratovalne podatke z zgodovinskimi podatki, da zagotovi dragocene vpoglede in ustvari avtomatizirana opozorila o delovanju.
Nedavne inovacije v senzorski tehnologiji obljubljajo izboljšanje učinkovitosti, zmanjšanje stroškov in izboljšanje trajnosti. Ta napredek se nanaša na umetno inteligenco, avtomatizacijo procesov, digitalne dvojčke in inteligentno spremljanje.
Tako kot mnogi drugi procesi je tudi umetna inteligenca močno pospešila obdelavo podatkov senzorjev, da bi zagotovila več informacij, izboljšala učinkovitost in zmanjšala stroške. Narava umetne inteligence pomeni, da bo sčasoma zagotavljala več informacij. Avtomatizacija procesov uporablja podatke senzorjev, avtomatizirano obdelavo in programabilne logične krmilnike za samodejno prilagajanje naklona, izhodne moči in še več. Številna zagonska podjetja dodajajo računalništvo v oblaku za avtomatizacijo teh procesov, da bi bila tehnologija lažja za uporabo. Novi trendi v podatkih senzorjev vetrnih turbin segajo dlje od vprašanj, povezanih s procesi. Podatki, zbrani iz vetrnih turbin, se zdaj uporabljajo za ustvarjanje digitalnih dvojčkov turbin in drugih komponent vetrnih elektrarn. Digitalni dvojčki se lahko uporabijo za ustvarjanje simulacij in pomoč pri procesu odločanja. Ta tehnologija je neprecenljiva pri načrtovanju vetrnih elektrarn, načrtovanju turbin, forenziki, trajnosti in še več. To je še posebej dragoceno za raziskovalce, proizvajalce in serviserje.
Čas objave: 26. marec 2024