Moderné veterné generátory sa „pripravujú“ na príjem vetra dlho predtým, ako sa objaví

Článok popisuje nové zariadenie, ktoré umožňuje veterným generátorom automatické prispôsobenie prúdeniu vzduchu.

Zdá sa, že zhromažďovanie veternej energie je jednoduchá záležitosť. Vzduch prechádza lopatkami turbíny, čo spôsobuje jeho rotáciu. Turbína poháňa generátor. Generátor vyrába elektrinu. V skutočnosti však nie je všetko také jednoduché.

Veterné generátory sú bez problémov nainštalované v oblasti, kde často búria búrky. Silný vietor môže poškodiť alebo dokonca zničiť vzduchové turbíny, ak sú pod nesprávnym uhlom. Mali by byť vyladení tak, aby sa silné nárazy otáčali, aby sa nepoškodili čepele. Takéto nastavenie je bežná vec pri práci s turbínovým zariadením.

Tento proces môže značne uľahčiť vytvorenú technológiu Torben Mikkelsen a jeho kolegovia z dánskeho národného laboratória udržateľných zdrojov energie Risoe DTU. Mikkelsen pracuje na systéme, ktorý umožňuje každému generátorovi skenovať proti vetru a prednastaviť čepele.

Nazýva sa základná technológia lidar (LIDAR - meteorologický infračervený laserový lokátor) je známy už od 70. rokov. Rovnako ako rádiolokátor vysiela elektromagnetické vlny a potom analyzuje tie, ktoré sa vrátili a určujú, z čoho bojujú.

Veľká vlnová dĺžka radaru umožňuje detekovať iba veľké objekty. Lidar používa svetelné vlny. Ich dĺžka je omnoho kratšia a ľahko zahnať malé objekty. Mimochodom, ľudské videnie je založené na svetelných vlnách. Krátke vlny použité v veterný lidar, odlepte od malých častíc, ako sú kvapky vody, prachu, peľu a kryštálov soli, ktorých pohyb môže relatívne presne určiť rýchlosť vetra.

Mikkelsen a jeho kolegovia sa rozhodli, že lidar dokáže skenovať hroziaci vietor a určiť jeho správanie pred kontaktom s turbínou. Aby otestovali svoj nápad, nainštalovali na nich lidáre 120 metrov veterné turbíny v Hovsore, dánske školiace stredisko pre tento druh technológie.

Lidars analyzoval blížiaci sa vietor pomocou lasera, ktorý vyžaroval infračervené svetlo s vlnovou dĺžkou 1,55 mikrónov. Rozptylové svetlo bolo zachytené citlivým zariadením, ktoré detekuje návrat dokonca jedného fotónu (kvantovo-mechanickej častice, ktorá vytvára svetlo) z tisícov miliárd emitovaných laserom.

Prístroj meria rýchlosť vetra vo výške 40, 60, 80 a 100 metrov nad zemou po dobu 100 - 200 metrov pred turbínou. Zozbierané údaje sa potom porovnajú s meraniami vetra s kalíškovým anemometrom (ktorý sa otáča vo vetre, meria jeho rýchlosť), aby sa kalibroval lidar. Potom môže byť počítač, ktorý analyzuje informácie z lidaru, pripojený k motorom, ktoré nastavujú uhol lopatiek turbíny na zvýšenie množstva vyrobenej energie a zníženie možnosti poškodenia.

Vedci dokázali získať presné údaje vo všetkých výškach v blízkosti turbíny. Pri inštalácii zariadenia na zem však nastalo množstvo problémov. Nasmeroval laserový lúč do vzduchu, zdola nahor, analyzoval „kužeľ“ s východiskovým bodom na spodnej časti turbíny. Môžete tak vypočítať rýchlosť vetra, ale nemôžete zistiť, ako sa mení v zóne 200 metrov v blízkosti generátora. Aby sa dali údaje, mal by sa laserový lúč lidaru vysielať zo stredu samotnej vzduchovej turbíny.

Inštalácia lidaru v strede veterného generátora spôsobila ťažkosti v dôsledku odstredivej sily spôsobenej rotáciou. Pre normálnu prevádzku lidaru vedci nahradili tradičné zariadenie, v ktorom je lúč vedený zrkadlami lúča, nový vývoj so systémom optických vlákien.

Podľa Michaela Harrisa, hovorcu spoločnosti Natural Power, vývojára veternej turbíny so sídlom vo Veľkej Británii, sa stred turbíny mení na niečo ako bubnová sušička. Pravdepodobnosť zlyhania nového zariadenia je oveľa menšia, pretože v ňom svetlo prechádza káblom.

Ďalším problémom, s ktorým sa vedci stretli pri inštalácii lidaru, je elektrický šum generátora. Citlivý detektor sa môže líšiť pod vplyvom bludných prúdov. Vedci navrhli zabaliť lidar do ochranného materiálu, ktorý mele nadbytočnú energiu.

Výsledkom je systém, ktorý zvyšuje výrobu elektriny o 5%. Možno to nie je pôsobivé, ale pre jednu turbínu s kapacitou 4 megawatty sú úspory 38 000 dolárov. za rok. Nezabudnite na zvýšenie životnosti čepelí a samotného generátora.

Pozri tiež: Ingenerátory energie v Rusku: ako vybrať, nainštalovať a vyhnúť sa sklamaniu