Inteligentne łopaty turbin wiatrowych mogą poprawić efektywność energetyczną wiatru

Niedawno naukowcy z Purdue University i Sandia National Laboratory Departamentu Energii opracowali nową technologię, która wykorzystuje czujniki i oprogramowanie komputerowe do ciągłego monitorowania naprężeń łopat turbiny wiatrowej, tym samym dostosowując turbinę wiatrową do szybko zmieniającego się wiatru zmuszać.Środowisko poprawiające wydajność wytwarzania energii.Badania te są również częścią prac nad opracowaniem inteligentniejszej konstrukcji turbiny wiatrowej.

Eksperyment przeprowadzono na wentylatorze doświadczalnym w Laboratorium Badań Rolniczych Departamentu Rolnictwa USA w Bushland w Teksasie.Podczas instalowania łopat inżynierowie wbudowali jednoosiowe i trójosiowe czujniki akcelerometru w łopaty turbiny wiatrowej.Poprzez automatyczną regulację nachylenia łopat i wydawanie odpowiednich instrukcji do generatora, inteligentne czujniki systemu mogą lepiej kontrolować prędkość turbiny wiatrowej.Czujnik może mierzyć dwa rodzaje przyspieszenia, a mianowicie przyspieszenie dynamiczne i przyspieszenie statyczne, co jest niezbędne do dokładnego pomiaru dwóch rodzajów przyspieszenia i przewidywania naprężenia łopaty;dane z czujnika można również wykorzystać do zaprojektowania bardziej elastycznych łopat: czujnik może mierzyć przyspieszenie generowane w różnych kierunkach, co jest niezbędne do dokładnego scharakteryzowania krzywizny i skrętu łopaty oraz niewielkich wibracji w pobliżu końcówki łopaty (zazwyczaj ta wibracja powodować zmęczenie i może spowodować uszkodzenie ostrza).

Wyniki badań pokazują, że przy użyciu trzech zestawów czujników i oprogramowania do oceny modelu można dokładnie wyświetlić naprężenia na ostrzu.Purdue University i Sandia Laboratories złożyły tymczasowe zgłoszenie patentowe na tę technologię.Dalsze badania wciąż trwają, a naukowcy spodziewają się wykorzystać opracowany przez siebie system do następnej generacji łopat turbin wiatrowych.W porównaniu z tradycyjnym ostrzem, nowe ostrze ma większą krzywiznę, co stawia większe wyzwania przy stosowaniu tej technologii.Naukowcy powiedzieli, że ostatecznym celem jest przesyłanie danych z czujników z powrotem do systemu sterowania i precyzyjne dostosowanie każdego komponentu w celu optymalizacji wydajności.Taka konstrukcja może również poprawić niezawodność turbiny wiatrowej poprzez dostarczanie krytycznych i aktualnych danych do systemu sterowania, zapobiegając w ten sposób katastrofalnym skutkom turbiny wiatrowej.