در محیط امروزی، کمبود منابع و وخامت محیط زیست به یک مشکل بسیار برجسته در سراسر کشور تبدیل شده است، چگونگی توسعه و استفاده منطقی از انرژی‌های تجدیدپذیر به یک نقطه داغ و مورد توجه گسترده تبدیل شده است. انرژی باد به عنوان یک انرژی تجدیدپذیر بدون آلودگی، پتانسیل توسعه بالایی دارد، صنعت باد به یک حوزه انرژی جدید تبدیل شده است، این صنعت بسیار بالغ و دارای چشم‌انداز توسعه است، در حالی که حسگر سرعت باد و حسگر سرعت باد اولتراسونیک نیز به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته‌اند.
اول، کاربرد حسگر سرعت و جهت باد
حسگرهای سرعت و جهت باد به طور گسترده در تولید انرژی بادی استفاده می‌شوند. انرژی جنبشی باد به انرژی جنبشی مکانیکی تبدیل می‌شود و سپس انرژی مکانیکی به انرژی جنبشی الکتریکی تبدیل می‌شود که همان انرژی باد است. اصل تولید انرژی بادی استفاده از باد برای چرخاندن پره‌های آسیاب بادی و سپس افزایش سرعت چرخش از طریق کاهنده سرعت برای تحریک ژنراتور جهت تولید برق است.
اگرچه فرآیند تولید انرژی بادی بسیار سازگار با محیط زیست است، اما عدم پایداری تولید انرژی بادی باعث می‌شود هزینه تولید انرژی بادی نسبت به سایر انرژی‌ها بالاتر باشد، بنابراین برای کنترل خوب انرژی بادی، دنبال کردن تغییرات باد برای دستیابی به حد مجاز تولید برق و کاهش هزینه، باید جهت و سرعت باد را به طور دقیق و به موقع اندازه‌گیری کنیم تا بتوانیم فن را بر اساس آن کنترل کنیم. علاوه بر این، انتخاب محل مزارع بادی نیز نیاز به پیش‌بینی سرعت و جهت باد از قبل دارد تا مبنای تحلیلی معقولی ارائه دهد. بنابراین، استفاده از حسگر سرعت و جهت باد برای اندازه‌گیری دقیق پارامترهای باد در تولید انرژی بادی بسیار مهم است.
دوم، اصل حسگر سرعت و جهت باد
۱، حسگر مکانیکی سرعت و جهت باد
حسگر سرعت و جهت باد مکانیکی به دلیل وجود شفت چرخان مکانیکی، به دو نوع حسگر سرعت باد و حسگر جهت باد تقسیم می‌شود:
حسگر سرعت باد
حسگر سرعت باد مکانیکی، حسگری است که می‌تواند به طور مداوم سرعت باد و حجم هوا (حجم هوا = سرعت باد × سطح مقطع) را اندازه‌گیری کند. رایج‌ترین حسگر سرعت باد، حسگر سرعت باد فنجانی شکل است که گفته می‌شود اولین بار توسط رابینسون در بریتانیا اختراع شده است. بخش اندازه‌گیری شامل سه یا چهار فنجان نیم‌کره است که در یک جهت با زاویه مساوی روی یک براکت چرخان روی زمین عمودی نصب می‌شوند.
حسگر جهت باد
حسگر جهت باد نوعی دستگاه فیزیکی است که اطلاعات جهت باد را با چرخش پیکان جهت باد تشخیص داده و حس می‌کند و آن را به صفحه کد کواکسیال منتقل می‌کند و همزمان مقدار مربوط به جهت باد را در خروجی نمایش می‌دهد. بدنه اصلی آن از ساختار مکانیکی بادنما استفاده می‌کند، هنگامی که باد به بال دم بادنما می‌وزد، پیکان بادنما به جهت باد اشاره می‌کند. به منظور حفظ حساسیت به جهت، از مکانیسم‌های داخلی مختلفی نیز برای شناسایی جهت حسگر سرعت باد استفاده می‌شود.
۲، حسگر سرعت و جهت باد اولتراسونیک
اصل کار موج اولتراسونیک استفاده از روش اختلاف زمان اولتراسونیک برای اندازه‌گیری سرعت و جهت باد است. به دلیل سرعتی که صدا در هوا حرکت می‌کند، با سرعت جریان هوای رو به بالا از باد همپوشانی دارد. اگر موج اولتراسونیک در همان جهت باد حرکت کند، سرعت آن افزایش می‌یابد. از طرف دیگر، اگر جهت انتشار امواج اولتراسونیک خلاف جهت باد باشد، سرعت آن کاهش می‌یابد. بنابراین، در شرایط تشخیص ثابت، سرعت انتشار امواج اولتراسونیک در هوا می‌تواند با تابع سرعت باد مطابقت داشته باشد. سرعت و جهت دقیق باد را می‌توان با محاسبه به دست آورد. از آنجایی که امواج صوتی در هوا حرکت می‌کنند، سرعت آنها به شدت تحت تأثیر دما قرار می‌گیرد. حسگر سرعت باد دو جهت مخالف را در دو کانال تشخیص می‌دهد، بنابراین دما تأثیر ناچیزی بر سرعت امواج صوتی دارد.
حسگر سرعت و جهت باد، به عنوان بخش جدایی‌ناپذیر توسعه انرژی بادی، مستقیماً بر قابلیت اطمینان و راندمان تولید برق فن تأثیر می‌گذارد و همچنین مستقیماً با سود، سودآوری و رضایت صنعت انرژی بادی مرتبط است. در حال حاضر، نیروگاه‌های بادی عمدتاً در محیط‌های طبیعی وحشی و مکان‌های سخت، دمای پایین و محیط‌های پر گرد و غبار واقع شده‌اند و الزامات دمای کار و مقاومت خمشی سیستم بسیار سخت است. محصولات مکانیکی موجود از این نظر کمی کمبود دارند. بنابراین، حسگرهای سرعت و جهت باد اولتراسونیک ممکن است چشم‌انداز کاربرد گسترده‌ای در صنعت انرژی بادی داشته باشند.
زمان ارسال: ۱۶ مه ۲۰۲۴