بهینه سازی عملکرد توربین بادی با راه حل های حسگر

توربین های بادی یک جزء کلیدی در گذار جهان به صفر خالص هستند.در اینجا ما به فناوری حسگر نگاه می کنیم که عملکرد ایمن و کارآمد آن را تضمین می کند.
طول عمر توربین‌های بادی 25 سال است و سنسورها نقش کلیدی در حصول اطمینان از رسیدن توربین‌ها به طول عمر خود دارند.با اندازه گیری سرعت باد، ارتعاش، دما و موارد دیگر، این دستگاه های کوچک تضمین می کنند که توربین های بادی ایمن و کارآمد عمل کنند.
توربین های بادی نیز باید از نظر اقتصادی مقرون به صرفه باشند.در غیر این صورت، استفاده از آنها کمتر از استفاده از سایر اشکال انرژی پاک یا حتی انرژی سوخت فسیلی عملی تلقی خواهد شد.حسگرها می‌توانند داده‌های عملکردی را ارائه دهند که اپراتورهای مزرعه بادی می‌توانند از آن برای دستیابی به حداکثر تولید توان استفاده کنند.
ابتدایی ترین فناوری حسگر برای توربین های بادی، باد، ارتعاش، جابجایی، دما و استرس فیزیکی را تشخیص می دهد.حسگرهای زیر به ایجاد شرایط پایه کمک می کنند و تشخیص می دهند که چه زمانی شرایط به طور قابل توجهی از خط پایه منحرف می شود.
توانایی تعیین سرعت و جهت باد برای ارزیابی عملکرد مزارع بادی و توربین‌های فردی حیاتی است.عمر مفید، قابلیت اطمینان، عملکرد و دوام معیارهای اصلی ارزیابی سنسورهای باد مختلف هستند.
اکثر سنسورهای باد مدرن مکانیکی یا اولتراسونیک هستند.بادسنج های مکانیکی از فنجان و پره چرخان برای تعیین سرعت و جهت استفاده می کنند.سنسورهای اولتراسونیک پالس های اولتراسونیک را از یک طرف واحد حسگر به گیرنده طرف دیگر ارسال می کنند.سرعت و جهت باد با اندازه گیری سیگنال دریافتی تعیین می شود.
بسیاری از اپراتورها سنسورهای باد اولتراسونیک را ترجیح می دهند زیرا نیازی به کالیبراسیون مجدد ندارند.این اجازه می دهد تا آنها را در مکان هایی قرار دهید که تعمیر و نگهداری دشوار است.
تشخیص ارتعاشات و هرگونه حرکت برای نظارت بر یکپارچگی و عملکرد توربین های بادی بسیار مهم است.شتاب‌سنج‌ها معمولاً برای نظارت بر ارتعاشات درون یاتاقان‌ها و اجزای دوار استفاده می‌شوند.سنسورهای LiDAR اغلب برای نظارت بر ارتعاشات برج و ردیابی هرگونه حرکت در طول زمان استفاده می شوند.
در برخی از محیط‌ها، اجزای مسی که برای انتقال نیروی توربین استفاده می‌شوند، می‌توانند مقادیر زیادی گرما ایجاد کنند و باعث سوختگی خطرناک شوند.سنسورهای دما می توانند اجزای رسانایی را که مستعد گرم شدن بیش از حد هستند نظارت کرده و از طریق اقدامات عیب یابی خودکار یا دستی از آسیب جلوگیری کنند.
توربین های بادی برای جلوگیری از اصطکاک طراحی، تولید و روانکاری می شوند.یکی از مهم ترین مناطق برای جلوگیری از اصطکاک، اطراف محور محرک است که در درجه اول با حفظ فاصله بحرانی بین شفت و یاتاقان های مربوط به آن به دست می آید.
سنسورهای جریان گردابی اغلب برای نظارت بر "خلاصه یاتاقان" استفاده می شود.اگر فاصله کاهش یابد، روغن کاری کاهش می یابد که می تواند منجر به کاهش راندمان و آسیب به توربین شود.سنسورهای جریان گردابی فاصله بین یک جسم و یک نقطه مرجع را تعیین می کنند.آنها قادر به مقاومت در برابر سیالات، فشار و دما هستند، و آنها را برای نظارت بر خلاء یاتاقان در محیط های سخت ایده آل می کند.
جمع آوری و تجزیه و تحلیل داده ها برای عملیات روزانه و برنامه ریزی بلندمدت حیاتی است.اتصال حسگرها به زیرساخت ابری مدرن، دسترسی به داده های مزرعه بادی و کنترل سطح بالا را فراهم می کند.تجزیه و تحلیل مدرن می تواند داده های عملیاتی اخیر را با داده های تاریخی ترکیب کند تا بینش های ارزشمندی را ارائه دهد و هشدارهای عملکرد خودکار تولید کند.
نوآوری های اخیر در فناوری حسگر نویدبخش بهبود کارایی، کاهش هزینه ها و بهبود پایداری است.این پیشرفت ها به هوش مصنوعی، اتوماسیون فرآیند، دوقلوهای دیجیتال و نظارت هوشمند مربوط می شود.
مانند بسیاری از فرآیندهای دیگر، هوش مصنوعی پردازش داده‌های حسگر را برای ارائه اطلاعات بیشتر، بهبود کارایی و کاهش هزینه‌ها بسیار تسریع کرده است.ماهیت هوش مصنوعی به این معنی است که در طول زمان اطلاعات بیشتری را ارائه می دهد.اتوماسیون فرآیند از داده‌های حسگر، پردازش خودکار و کنترل‌کننده‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی برای تنظیم خودکار گام، توان خروجی و موارد دیگر استفاده می‌کند.بسیاری از استارت‌آپ‌ها در حال اضافه کردن محاسبات ابری برای خودکارسازی این فرآیندها هستند تا استفاده از فناوری را آسان‌تر کنند.روندهای جدید در داده های حسگر توربین بادی فراتر از مسائل مربوط به فرآیند است.داده های جمع آوری شده از توربین های بادی اکنون برای ایجاد دوقلوهای دیجیتالی توربین ها و سایر اجزای مزرعه بادی استفاده می شود.از دوقلوهای دیجیتال می توان برای ایجاد شبیه سازی و کمک به فرآیند تصمیم گیری استفاده کرد.این فناوری در برنامه ریزی مزرعه بادی، طراحی توربین، پزشکی قانونی، پایداری و غیره بسیار ارزشمند است.این به ویژه برای محققان، تولید کنندگان و تکنسین های خدمات ارزشمند است.