Tuuliturbiinin suorituskyvyn optimointi anturiratkaisuilla

Tuuliturbiinit ovat keskeinen osa maailman siirtymistä nettonollapäästöihin. Tässä tarkastelemme anturiteknologiaa, joka varmistaa niiden turvallisen ja tehokkaan toiminnan.
Tuuliturbiinien käyttöikä on 25 vuotta, ja antureilla on keskeinen rooli sen varmistamisessa, että turbiinit saavuttavat odotetun käyttöikänsä. Mittaamalla tuulen nopeutta, tärinää, lämpötilaa ja muita ominaisuuksia nämä pienet laitteet varmistavat tuuliturbiinien turvallisen ja tehokkaan toiminnan.
Tuuliturbiinien on myös oltava taloudellisesti kannattavia. Muuten niiden käyttöä pidetään vähemmän käytännöllisenä kuin muiden puhtaiden energiamuotojen tai jopa fossiilisten polttoaineiden energian käyttöä. Anturit voivat tarjota suorituskykytietoja, joita tuulipuistojen operaattorit voivat käyttää huipputehon tuotannon saavuttamiseen.
Tuuliturbiinien perustavanlaatuisin anturiteknologia havaitsee tuulen, tärinän, siirtymän, lämpötilan ja fyysisen rasituksen. Seuraavat anturit auttavat määrittämään lähtötilanteen ja havaitsemaan, milloin olosuhteet poikkeavat merkittävästi lähtötilanteesta.
Tuulen nopeuden ja suunnan määrittäminen on ratkaisevan tärkeää tuulipuistojen ja yksittäisten turbiinien suorituskyvyn arvioinnissa. Käyttöikä, luotettavuus, toimivuus ja kestävyys ovat tärkeimmät kriteerit erilaisia tuuliantureita arvioitaessa.
Useimmat nykyaikaiset tuulianturit ovat mekaanisia tai ultraäänipohjaisia. Mekaanisissa tuulimittareissa käytetään pyörivää kuppia ja siipeä nopeuden ja suunnan määrittämiseen. Ultraäänianturit lähettävät ultraäänipulsseja anturiyksikön toiselta puolelta toisella puolella olevaan vastaanottimeen. Tuulen nopeus ja suunta määritetään mittaamalla vastaanotettu signaali.
Monet käyttäjät suosivat ultraäänituuliantureita, koska ne eivät vaadi uudelleenkalibrointia. Tämä mahdollistaa niiden sijoittamisen paikkoihin, joissa huolto on vaikeaa.
Tärinöiden ja minkä tahansa liikkeen havaitseminen on kriittistä tuuliturbiinien eheyden ja suorituskyvyn valvonnassa. Kiihtyvyysantureita käytetään yleisesti laakereiden ja pyörivien komponenttien tärinöiden valvontaan. LiDAR-antureita käytetään usein tornien tärinöiden valvontaan ja minkä tahansa liikkeen seuraamiseen ajan kuluessa.
Joissakin ympäristöissä turbiinitehon siirtämiseen käytettävät kuparikomponentit voivat tuottaa suuria määriä lämpöä, mikä voi aiheuttaa vaarallisia palovammoja. Lämpötila-anturit voivat valvoa ylikuumenemiselle alttiita johtavia komponentteja ja estää vaurioita automaattisten tai manuaalisten vianetsintätoimenpiteiden avulla.
Tuuliturbiinit on suunniteltu, valmistettu ja voideltu estämään kitkaa. Yksi tärkeimmistä kitkan estävistä alueista on käyttöakselin ympäristö, mikä saavutetaan ensisijaisesti ylläpitämällä kriittinen etäisyys akselin ja siihen liittyvien laakereiden välillä.
Pyörrevirta-antureita käytetään usein laakerivälyksen valvontaan. Jos välys pienenee, voitelu heikkenee, mikä voi johtaa hyötysuhteen heikkenemiseen ja turbiinin vaurioitumiseen. Pyörrevirta-anturit määrittävät etäisyyden kohteen ja referenssipisteen välillä. Ne kestävät nesteitä, painetta ja lämpötilaa, mikä tekee niistä ihanteellisia laakerivälyksen valvontaan ankarissa ympäristöissä.
Tiedonkeruu ja -analyysi ovat kriittisiä päivittäiselle toiminnalle ja pitkän aikavälin suunnittelulle. Antureiden yhdistäminen moderniin pilvi-infrastruktuuriin tarjoaa pääsyn tuulipuiston tietoihin ja korkean tason hallinnan. Moderni analytiikka voi yhdistää viimeaikaiset operatiiviset tiedot historiallisiin tietoihin arvokkaiden näkemysten saamiseksi ja automatisoitujen suorituskykyhälytysten luomiseksi.
Viimeaikaiset anturiteknologian innovaatiot lupaavat parantaa tehokkuutta, vähentää kustannuksia ja parantaa kestävyyttä. Nämä edistysaskeleet liittyvät tekoälyyn, prosessiautomaatioon, digitaalisiin kaksosiin ja älykkääseen valvontaan.
Kuten monet muutkin prosessit, tekoäly on huomattavasti kiihdyttänyt anturidatan käsittelyä tarjotakseen enemmän tietoa, parantaakseen tehokkuutta ja vähentääkseen kustannuksia. Tekoälyn luonne tarkoittaa, että se tarjoaa enemmän tietoa ajan myötä. Prosessiautomaatio käyttää anturidataa, automatisoitua käsittelyä ja ohjelmoitavia logiikkaohjaimia säätääkseen automaattisesti kallistusta, tehontuottoa ja muita tekijöitä. Monet startupit lisäävät pilvipalveluita automatisoidakseen näitä prosesseja ja helpottaakseen teknologian käyttöä. Tuuliturbiinien anturidatan uudet trendit ulottuvat prosesseihin liittyvien kysymysten ulkopuolelle. Tuuliturbiineista kerättyä dataa käytetään nyt turbiinien ja muiden tuulipuiston komponenttien digitaalisten kaksosten luomiseen. Digitaalisia kaksosia voidaan käyttää simulaatioiden luomiseen ja päätöksentekoprosessin avustamiseen. Tämä teknologia on korvaamatonta tuulipuistojen suunnittelussa, turbiinien suunnittelussa, rikostutkinnassa, kestävässä kehityksessä ja muissa asioissa. Tämä on erityisen arvokasta tutkijoille, valmistajille ja huoltoteknikoille.