Les éoliennes modernes se "préparent" à la réception du vent bien avant qu'il n'apparaisse

L'article décrit un nouvel équipement qui permet aux éoliennes de s'adapter automatiquement au débit d'air.

Il semblerait que la collecte de l'énergie éolienne soit simple. L'air passe à travers les pales de la turbine, la faisant tourner. La turbine entraîne le générateur. Un générateur produit de l'électricité. Mais, en fait, tout n'est pas si simple.

Des éoliennes sont sans faute installées dans la zone où les tempêtes font souvent rage. Un vent fort peut endommager ou même détruire les turbines à air si elles sont dans le mauvais angle. Ils doivent être affinés pour que les rafales puissantes tournent, et non pas détruisent les pales. Un tel réglage est une chose courante dans le travail avec un équipement de turbine.

Ce processus peut grandement faciliter la technologie créée Torben Mikkelsen et ses collègues du Laboratoire national danois des sources d'énergie durable Risoe DTU. Le Dr Mikkelsen travaille sur un système qui permet à chaque générateur de balayer contre le vent et de pré-ajuster les pales.

Technologie de base appelée lidar (LIDAR - le localisateur laser infrarouge météorologique) est connu depuis les années 70. Comme le radar, il envoie des ondes électromagnétiques, puis analyse celles qui sont revenues, déterminant de quoi elles se battent.

La grande longueur d'onde du radar vous permet de détecter uniquement les gros objets. Le lidar utilise des ondes lumineuses. Leur longueur est beaucoup plus courte et ils combattent facilement les petits objets. Soit dit en passant, la vision humaine est basée sur les ondes lumineuses. Ondes courtes utilisées dans lidar du vent, repoussé par de petites particules, telles que des gouttes d'eau, de la poussière, du pollen et des cristaux de sel, dont le mouvement peut déterminer relativement précisément la vitesse du vent.

Le Dr Mikkelsen et ses collègues ont décidé que le lidar pouvait balayer le vent imminent et déterminer son comportement avant le contact avec la turbine. Pour tester leur idée, ils ont installé des lidars sur Éoliennes de 120 mètres à Hovsor, un terrain de formation danois pour ce type de technologie.

Les lidars ont analysé le vent qui approchait à l'aide d'un laser qui émettait une lumière infrarouge d'une longueur d'onde de 1,55 microns. La lumière parasite a été capturée par un appareil sensible qui détecte le retour d'un seul photon (la particule quantique-mécanique qui compose la lumière) des milliers de milliards libérés par le laser.

L'appareil mesure la vitesse du vent à une altitude de 40, 60, 80 et 100 mètres au-dessus du sol sur 100-200 mètres devant la turbine. Ensuite, les données collectées sont comparées aux mesures du vent avec un anémomètre à godet (qui, en rotation dans le vent, mesure sa vitesse) pour calibrer le lidar. Après cela, un ordinateur qui analyse les informations du lidar peut être connecté à des moteurs qui ajustent l'angle des aubes de turbine pour augmenter la quantité d'énergie produite et réduire les risques de dommages.

Les scientifiques ont pu obtenir des données précises à toutes les hauteurs près de la turbine. Mais lors de l'installation de l'appareil au sol, un certain nombre de problèmes se sont posés. En dirigeant le faisceau laser dans l’air, de bas en haut, il a analysé le «cône» avec le point de départ à la base de la turbine. Vous pouvez donc calculer la vitesse du vent, mais vous ne pouvez pas savoir comment il change dans une zone de 200 mètres près du générateur. Pour prendre des données, le faisceau laser lidar doit être envoyé depuis le centre de la turbine à air elle-même.

L'installation d'un lidar au centre de l'éolienne a causé des difficultés en raison de la force centrifuge résultant de la rotation. Pour le fonctionnement normal du lidar, les chercheurs ont remplacé le dispositif traditionnel, dans lequel le faisceau est guidé par des miroirs, un nouveau développement avec un système à fibre optique.

Selon Michael Harris, porte-parole de Natural Power, un développeur d'éoliennes basé au Royaume-Uni, le centre de la turbine se transforme en quelque chose comme un séchoir à tambour. La probabilité que le nouvel appareil tombe en panne est bien moindre, car la lumière passe à travers le câble.

Un autre problème rencontré par les scientifiques lors de l'installation du lidar est le bruit électrique du générateur. Un détecteur sensible peut dévier sous l'influence de courants parasites. Les chercheurs ont suggéré d'emballer le lidar dans un matériau protecteur qui broyait l'excès d'énergie.

Le résultat est un système qui améliore la production d'électricité de 5%. Le chiffre n'est peut-être pas impressionnant, mais pour une turbine d'une capacité de 4 mégawatts, les économies sont de 38 000 dollars. par an. N'oubliez pas d'augmenter la durée de vie des pales et du générateur lui-même.

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