тел. +380(57)625-13-94

Современные ветрогенераторы настраиваются на ветер еще до его появления

30.05.2013

56b2309ad1cec5b731422a5d9c3606ed[1]Сбор энергии ветра – дело вроде бы нехитрое. Потоки воздуха вращают лопасти турбины, она двигает генератор, который и  производит электрическую энергию. Однако все гораздо сложней, чем сразу может показаться.

В обязательном порядке ветрогенераторы устанавливают в той местности, где часты штормы. Но сильный ветер может испортить или вообще уничтожить турбины, если они расположены под неправильным углом. Настраивать их нужно очень точно, чтобы порывы ветра не ломали, а только вращали лопасти. Подобная регулировка — привычная практика при работе с подобным турбинным оборудованием.

Такой  процесс может быть серьезно облегчен. В данный момент ученые занимаются созданием системы, которая позволила бы каждому генератору самостоятельно сканировать направление ветра и заранее подстраивать под него лопасти.

Технология «лидар» известна еще с 70-х годов. Она досылает электромагнитные волны подобно радару, а затем анализирует вернувшиеся, определяя то, от чего они отталкиваются.

Однако у радара большая длина волны, которая позволяет находить только крупные объекты. «Лидар» же применяет световые волны, длина которых неизмеримо меньше и они легко отражаются даже от небольших предметов. Эти короткие волны отражаются от пыльцы, капель воды, кристалликов соли,  пыли, по скорости движения которых можно с легкостью определить точную скорость ветра.

Лидары анализируют надвигающийся ветер при помощи лазера, излучающего инфракрасный свет, имеющий  длину волны в 1,55 микрон.  Отраженный свет улавливается прибором, засекающим возврат даже одного единственного фотона.

Прибор замеряет скорость ветра на высотах от 40 до 100 м. и  радиусом до турбины на 100-200 метров. Затем полученные данные сличаются с измерениями ветрочашечного анемометра, а уже потом компьютер производит анализ  информации лидара и после этого моторы настраивают угол лопастей турбины.

Ученые смогли получить достаточно точные данные на любой высоте вокруг турбины. Однако при установке данного прибора на землю возник целый ряд проблем. Лазерный луч, направленный снизу-вверх, позволял анализировать лишь конус с изначальной точкой в основании турбины. Это позволяет вычислить скорость ветра, но только не дает информации о его изменении в 200-метровой зоне вокруг генератора.  Для снятия показаний следует посылать луч лидара из цента аэротурбины.

Из-за возникающей центробежной силы установка лидара по центру самого  ветрогенератора тоже вызвала трудности. Традиционный прибор с зеркалами заменили оптоволоконной системой.

Еще одна сложность, с которой довелось столкнуться при установке лидара – это помехи от генератора. Было предложено обернуть лидар  защитным материалом для заземления избыточной энергии.

В результате удалось получить систему, которая повышает эффективность производства электричества на 5% и позволяет продлить срок эксплуатации лопастей и генератора.