Moderní větrné generátory se „připravují“ na příjem větru dlouho předtím, než se objeví

Článek popisuje nová zařízení, která umožňují větrným generátorům automaticky přizpůsobit proudění vzduchu.

Zdálo by se, že shromažďování větrné energie je jednoduchá záležitost. Vzduch prochází lopatkami turbíny a způsobuje to, že se otáčí. Turbína pohání generátor. Generátor vyrábí elektřinu. Ale ve skutečnosti není všechno tak jednoduché.

Větrné generátory bez selhání jsou instalovány v oblasti, kde často bouří bouře. Silný vítr může poškodit nebo dokonce zničit vzduchové turbíny, pokud jsou ve špatném úhlu. Měli by být jemně vyladěni tak, aby se silné nárazy otáčely a ne ničily čepele. Takové přizpůsobení je běžnou věcí při práci s turbínovým zařízením.

Tento proces může značně usnadnit vytvořenou technologii Torben Mikkelsen a jeho kolegové z Dánské národní laboratoře udržitelných zdrojů energie Risoe DTU. Dr. Mikkelsen pracuje na systému, který umožňuje každému generátoru skenovat proti směru větru a přednastavit lopatky.

Základní technologie s názvem lidar (LIDAR - meteorologický infračervený laserový lokátor) je znám již od 70. let. Stejně jako radar vysílá elektromagnetické vlny a poté analyzuje ty, které se vrátily, a určilo, proti čemu bojují.

Velká vlnová délka radaru umožňuje detekovat pouze velké objekty. Lidar používá světelné vlny. Jejich délka je mnohem kratší a snadno odradí malé předměty. Mimochodem, lidské vidění je založeno na světelných vlnách. Krátké vlny použité v větrný lidar, odrazit od malých částic, jako jsou kapičky vody, prach, pyl a krystaly soli, jejichž pohyb může relativně přesně určit rychlost větru.

Dr. Mikkelsen a jeho kolegové se rozhodli, že lidar může před kontaktem s turbínou prohlédnout hrozící vítr a určit jeho chování. Pro vyzkoušení jejich nápadu nainstalovali lidars 120 metrů větrné turbíny v Hovsoru, dánské cvičiště pro tento druh technologie.

Lidars analyzoval blížící se vítr pomocí laseru, který emitoval infračervené světlo o vlnové délce 1,55 mikronů. Rozptylové světlo bylo zachyceno citlivým zařízením, které detekuje návrat dokonce jednoho fotonu (kvantově-mechanické částice, která tvoří světlo) z tisíců miliard emitovaných laserem.

Zařízení měří rychlost větru ve výšce 40, 60, 80 a 100 metrů nad zemí po dobu 100-200 metrů před turbínou. Shromážděná data jsou pak porovnána s měřením větru pomocí kalíškového anemometru (který se otáčí ve větru, měří jeho rychlost), aby se kalibrovala lidar. Poté může být počítač, který analyzuje informace z lidaru, připojen k motorům, které nastavují úhel lopatek turbíny, aby se zvýšilo množství vyrobené energie a snížila se možnost poškození.

Vědci dokázali získat přesná data ve všech výškách v blízkosti turbíny. Při instalaci zařízení na zemi však došlo k řadě problémů. Nasměroval laserový paprsek do vzduchu, zdola nahoru, analyzoval „kužel“ s počátečním bodem u základny turbíny. Můžete tedy vypočítat rychlost větru, ale nemůžete zjistit, jak se mění v 200 metrové zóně poblíž generátoru. Pro získání dat by měl být laserový paprsek lidaru odeslán ze středu samotné vzduchové turbíny.

Instalace lidaru ve středu větrného generátoru způsobila potíže v důsledku odstředivé síly vznikající při rotaci. Pro normální provoz lidaru vědci nahradili tradiční zařízení, ve kterém je paprsek veden zrcátky, nový vývoj s optickým systémem.

Podle Michaela Harrisa, mluvčího společnosti Natural Power, vývojáře větrných turbín se sídlem ve Velké Británii, se střed turbíny mění v něco jako bubnová sušička. Pravděpodobnost, že nové zařízení selže, je mnohem menší, protože v něm světlo prochází kabelem.

Dalším problémem, se kterým se vědci setkali při instalaci lidaru, je elektrický šum generátoru. Citlivý detektor se může lišit pod vlivem bludných proudů. Vědci navrhli zabalit lidar do ochranného materiálu, který mele nadbytečnou energii.

Výsledkem je systém, který zlepšuje výrobu elektřiny o 5%. Možná to číslo není působivé, ale pro jednu turbínu s kapacitou 4 megawatty jsou úspory 38 000 dolarů. za rok. Nezapomeňte na prodloužení životnosti lopatek a samotného generátoru.

Viz také: Inelektrické generátory v Rusku: jak vybrat, nainstalovat a vyvarovat se zklamání