เครื่องปั่นไฟสมัยใหม่กำลัง "เตรียม" เพื่อรับลมมานานก่อนที่มันจะปรากฏ

บทความอธิบายถึงอุปกรณ์ใหม่ที่ช่วยให้เครื่องกำเนิดลมสามารถปรับการไหลของอากาศโดยอัตโนมัติ

ดูเหมือนว่าการสะสมพลังงานลมเป็นเรื่องง่าย อากาศไหลผ่านใบพัดกังหันทำให้เกิดการหมุน กังหันขับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เครื่องกำเนิดไฟฟ้าผลิตกระแสไฟฟ้า แต่ที่จริงแล้วทุกสิ่งไม่ใช่เรื่องง่ายเลย

มีการติดตั้งกังหันลมโดยไม่ล้มเหลวในบริเวณที่มีพายุโหมกระหน่ำ ลมแรงสามารถสร้างความเสียหายหรือทำลายกังหันลมหากอยู่ในมุมที่ผิด พวกเขาควรได้รับการปรับแต่งเพื่อให้ลมกระโชกแรงหมุนไม่ทำลายใบมีด การปรับเช่นนี้เป็นเรื่องปกติในการทำงานกับอุปกรณ์กังหัน

กระบวนการนี้ช่วยอำนวยความสะดวกให้กับเทคโนโลยีที่สร้างขึ้นอย่างมาก Torben Mikkelsen และเพื่อนร่วมงานของเขาจากห้องปฏิบัติการแห่งชาติเดนมาร์กด้านแหล่งพลังงานที่ยั่งยืน Risoe DTU Dr. Mikkelsen กำลังทำงานกับระบบที่ช่วยให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแต่ละเครื่องสามารถสแกนทวนลมและปรับใบมีดล่วงหน้าได้

เทคโนโลยีหลักที่เรียกว่า LIDAR (LIDAR - ตัวระบุตำแหน่งเลเซอร์อินฟราเรดทางอุตุนิยมวิทยา) เป็นที่รู้จักกันมาตั้งแต่ยุค 70 เช่นเดียวกับเรดาร์มันส่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากนั้นทำการวิเคราะห์คลื่นที่กลับมาโดยพิจารณาว่ากำลังต่อสู้กับอะไร

ความยาวคลื่นขนาดใหญ่ของเรดาร์ช่วยให้คุณตรวจจับวัตถุขนาดใหญ่เท่านั้น LIDAR ใช้คลื่นแสง ความยาวของมันสั้นกว่ามากและต่อสู้กับวัตถุขนาดเล็กได้ง่าย โดยวิธีการมองเห็นของมนุษย์จะขึ้นอยู่กับคลื่นแสง คลื่นสั้นใช้ใน ลม LIDARเอาชนะจากอนุภาคขนาดเล็กเช่นหยดน้ำฝุ่นละอองเกสรและผลึกเกลือการเคลื่อนที่ซึ่งสามารถกำหนดความเร็วลมได้อย่างแม่นยำ

ดร. มิคเคลเซ่นและเพื่อนร่วมงานของเขาตัดสินใจว่าลาดาร์สามารถสแกนลมที่ใกล้เข้ามาและกำหนดพฤติกรรมของมันก่อนที่จะสัมผัสกับกังหัน เพื่อทดสอบความคิดของพวกเขาพวกเขาติดตั้งฝาบน กังหันลม 120 เมตรใน Hovsorสนามฝึกอบรมภาษาเดนมาร์กสำหรับเทคโนโลยีประเภทนี้

Lidars วิเคราะห์ลมที่กำลังมาถึงโดยใช้เลเซอร์ที่ปล่อยแสงอินฟราเรดออกมาด้วยความยาวคลื่น 1.55 ไมครอน แสงที่หลงทางนั้นถูกจับโดยอุปกรณ์ที่ไวต่อแสงซึ่งตรวจจับการกลับมาของโฟตอนเดียว (อนุภาคควอนตัมเชิงกลที่สร้างแสง) จากการปล่อยเลเซอร์นับพันล้านครั้ง

อุปกรณ์วัดความเร็วลมที่ระดับความสูง 40, 60, 80 และ 100 เมตรเหนือพื้นดินสำหรับ 100-200 เมตรที่ด้านหน้าของกังหัน จากนั้นข้อมูลที่รวบรวมได้จะถูกนำไปเปรียบเทียบกับการวัดลมด้วยเครื่องวัดความเร็วลมแบบถ้วย (ซึ่งหมุนในลม, วัดความเร็วของมัน) เพื่อปรับเทียบ lidar หลังจากนั้นคอมพิวเตอร์ที่วิเคราะห์ข้อมูลจาก lidar สามารถเชื่อมต่อกับมอเตอร์ที่ปรับมุมของใบพัดกังหันเพื่อเพิ่มปริมาณพลังงานที่ผลิตและลดโอกาสที่จะเกิดความเสียหาย

นักวิทยาศาสตร์สามารถรับข้อมูลที่แม่นยำได้ทุกระดับความสูงใกล้กับกังหัน แต่เมื่อติดตั้งอุปกรณ์ลงบนพื้นปัญหาจำนวนหนึ่งก็เกิดขึ้น นำลำแสงเลเซอร์ขึ้นสู่อากาศจากด้านล่างขึ้นไปเขาวิเคราะห์ 'กรวย' โดยมีจุดเริ่มต้นที่ฐานกังหัน ดังนั้นคุณสามารถคำนวณความเร็วลมได้ แต่คุณไม่สามารถทราบได้ว่ามันเปลี่ยนแปลงอย่างไรในโซน 200 เมตรใกล้กับเครื่องกำเนิด ในการถ่ายข้อมูลลำแสงเลเซอร์ LIDAR ควรถูกส่งจากศูนย์กลางของกังหันอากาศนั้น

การติดตั้ง LIDAR ในใจกลางของเครื่องกำเนิดลมทำให้เกิดปัญหาเนื่องจากแรงเหวี่ยงที่เกิดจากการหมุน สำหรับการทำงานปกติของ LIDAR นักวิจัยได้ทำการเปลี่ยนอุปกรณ์ดั้งเดิมซึ่งลำแสงถูกชี้นำโดยกระจกสำหรับลำแสงซึ่งเป็นการพัฒนาใหม่ด้วยระบบใยแก้วนำแสง

Michael Harris โฆษกของ Natural Power ผู้พัฒนากังหันลมในสหราชอาณาจักรกล่าวว่าศูนย์กลางของกังหันกลายเป็นสิ่งที่คล้ายกับเครื่องอบแห้งแบบดรัม ความเป็นไปได้ที่อุปกรณ์ใหม่จะล้มเหลวมีน้อยกว่าเนื่องจากมีแสงส่องผ่านสายเคเบิล

ปัญหาอีกประการหนึ่งที่นักวิทยาศาสตร์พบเมื่อติดตั้ง Lidar คือเสียงไฟฟ้าจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เครื่องตรวจจับที่ละเอียดอ่อนอาจเบี่ยงเบนภายใต้อิทธิพลของกระแสเร่ร่อน นักวิจัยได้แนะนำให้ห่อ LIDAR ในวัสดุป้องกันที่พื้นดินพลังงานส่วนเกิน

ผลที่ได้คือระบบที่ปรับปรุงการผลิตไฟฟ้าได้ 5% บางทีตัวเลขอาจไม่น่าประทับใจ แต่สำหรับกังหันขนาดหนึ่งที่มีกำลังการผลิต 4 เมกะวัตต์ประหยัดได้ 38,000 ดอลลาร์ ต่อปี อย่าลืมเพิ่มอายุการใช้งานของใบมีดและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าด้วยตัวเอง

ดูเพิ่มเติมที่: ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในรัสเซีย: วิธีการเลือกติดตั้งและหลีกเลี่ยงความผิดหวัง