Các tuabin gió là một thành phần quan trọng trong quá trình chuyển đổi của thế giới sang mục tiêu phát thải ròng bằng không. Bài viết này sẽ xem xét công nghệ cảm biến đảm bảo hoạt động an toàn và hiệu quả của chúng.
Các tuabin gió có tuổi thọ trung bình 25 năm, và các cảm biến đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chúng đạt được tuổi thọ đó. Bằng cách đo tốc độ gió, độ rung, nhiệt độ và nhiều yếu tố khác, những thiết bị nhỏ bé này đảm bảo các tuabin gió hoạt động an toàn và hiệu quả.
Các tuabin gió cũng cần phải khả thi về mặt kinh tế. Nếu không, việc sử dụng chúng sẽ bị coi là kém thiết thực hơn so với việc sử dụng các dạng năng lượng sạch khác hoặc thậm chí là năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch. Cảm biến có thể cung cấp dữ liệu về hiệu suất mà các nhà điều hành trang trại gió có thể sử dụng để đạt được sản lượng điện tối đa.
Công nghệ cảm biến cơ bản nhất cho tua bin gió phát hiện gió, độ rung, độ dịch chuyển, nhiệt độ và ứng suất vật lý. Các cảm biến tiếp theo giúp thiết lập điều kiện cơ bản và phát hiện khi các điều kiện lệch đáng kể so với điều kiện cơ bản.
Khả năng xác định tốc độ và hướng gió là rất quan trọng để đánh giá hiệu suất của các trang trại điện gió và từng tuabin riêng lẻ. Tuổi thọ, độ tin cậy, chức năng và độ bền là những tiêu chí chính khi đánh giá các cảm biến gió khác nhau.
Hầu hết các cảm biến gió hiện đại đều là loại cơ học hoặc siêu âm. Máy đo gió cơ học sử dụng một cốc và cánh quạt quay để xác định tốc độ và hướng gió. Cảm biến siêu âm gửi các xung siêu âm từ một phía của bộ phận cảm biến đến bộ thu ở phía bên kia. Tốc độ và hướng gió được xác định bằng cách đo tín hiệu nhận được.
Nhiều nhà vận hành ưa chuộng cảm biến gió siêu âm vì chúng không cần hiệu chuẩn lại. Điều này cho phép chúng được đặt ở những nơi khó bảo trì.
Việc phát hiện rung động và bất kỳ chuyển động nào là rất quan trọng để giám sát tính toàn vẹn và hiệu suất của các tuabin gió. Gia tốc kế thường được sử dụng để giám sát rung động bên trong ổ trục và các bộ phận quay. Cảm biến LiDAR thường được sử dụng để giám sát rung động của tháp và theo dõi bất kỳ chuyển động nào theo thời gian.
Trong một số môi trường, các bộ phận bằng đồng được sử dụng để truyền tải năng lượng tuabin có thể tạo ra lượng nhiệt lớn, gây bỏng nguy hiểm. Cảm biến nhiệt độ có thể giám sát các bộ phận dẫn điện dễ bị quá nhiệt và ngăn ngừa hư hỏng thông qua các biện pháp khắc phục sự cố tự động hoặc thủ công.
Các tuabin gió được thiết kế, sản xuất và bôi trơn để ngăn ngừa ma sát. Một trong những khu vực quan trọng nhất để ngăn ngừa ma sát là xung quanh trục truyền động, điều này chủ yếu đạt được bằng cách duy trì khoảng cách an toàn giữa trục và các ổ trục liên quan.
Cảm biến dòng điện xoáy thường được sử dụng để giám sát "khe hở ổ trục". Nếu khe hở giảm, lượng chất bôi trơn sẽ giảm, dẫn đến giảm hiệu suất và gây hư hỏng cho tuabin. Cảm biến dòng điện xoáy xác định khoảng cách giữa một vật thể và một điểm tham chiếu. Chúng có khả năng chịu được chất lỏng, áp suất và nhiệt độ, lý tưởng để giám sát khe hở ổ trục trong môi trường khắc nghiệt.
Việc thu thập và phân tích dữ liệu rất quan trọng đối với hoạt động hàng ngày và lập kế hoạch dài hạn. Kết nối các cảm biến với cơ sở hạ tầng đám mây hiện đại cung cấp quyền truy cập vào dữ liệu trang trại điện gió và khả năng điều khiển cấp cao. Phân tích hiện đại có thể kết hợp dữ liệu vận hành gần đây với dữ liệu lịch sử để cung cấp những hiểu biết có giá trị và tạo ra các cảnh báo hiệu suất tự động.
Những cải tiến gần đây trong công nghệ cảm biến hứa hẹn sẽ nâng cao hiệu quả, giảm chi phí và cải thiện tính bền vững. Những tiến bộ này liên quan đến trí tuệ nhân tạo, tự động hóa quy trình, mô hình song sinh kỹ thuật số và giám sát thông minh.
Giống như nhiều quy trình khác, trí tuệ nhân tạo (AI) đã đẩy nhanh đáng kể quá trình xử lý dữ liệu cảm biến để cung cấp nhiều thông tin hơn, cải thiện hiệu quả và giảm chi phí. Bản chất của AI là nó sẽ cung cấp nhiều thông tin hơn theo thời gian. Tự động hóa quy trình sử dụng dữ liệu cảm biến, xử lý tự động và bộ điều khiển logic lập trình (PLC) để tự động điều chỉnh góc nghiêng cánh quạt, công suất đầu ra, v.v. Nhiều công ty khởi nghiệp đang bổ sung điện toán đám mây để tự động hóa các quy trình này, giúp công nghệ dễ sử dụng hơn. Các xu hướng mới trong dữ liệu cảm biến tuabin gió vượt ra ngoài các vấn đề liên quan đến quy trình. Dữ liệu thu thập từ tuabin gió hiện đang được sử dụng để tạo ra các bản sao kỹ thuật số của tuabin và các thành phần khác của trang trại gió. Bản sao kỹ thuật số có thể được sử dụng để tạo ra các mô phỏng và hỗ trợ trong quá trình ra quyết định. Công nghệ này vô cùng quý giá trong quy hoạch trang trại gió, thiết kế tuabin, điều tra pháp y, tính bền vững và nhiều lĩnh vực khác. Điều này đặc biệt có giá trị đối với các nhà nghiên cứu, nhà sản xuất và kỹ thuật viên dịch vụ.
Thời gian đăng bài: 26/03/2024