Trong bối cảnh hiện nay, tình trạng khan hiếm tài nguyên và suy thoái môi trường đã trở thành vấn đề nổi cộm trên toàn quốc, việc phát triển và sử dụng năng lượng tái tạo một cách hợp lý đã trở thành điểm nóng được quan tâm rộng rãi. Năng lượng gió, một nguồn năng lượng tái tạo không gây ô nhiễm, có tiềm năng phát triển to lớn, đã trở thành một lĩnh vực năng lượng mới, với triển vọng phát triển rất chín muồi. Cảm biến tốc độ gió và cảm biến siêu âm cũng đã được ứng dụng rộng rãi.
Đầu tiên, ứng dụng cảm biến tốc độ và hướng gió
Cảm biến tốc độ và hướng gió được sử dụng rộng rãi trong sản xuất điện gió. Động năng của gió được chuyển đổi thành động năng cơ học, sau đó chuyển đổi thành động năng điện, chính là điện năng của gió. Nguyên lý sản xuất điện gió là sử dụng sức gió để quay cánh quạt gió, sau đó tăng tốc độ quay thông qua bộ giảm tốc để thúc đẩy máy phát điện tạo ra điện.
Mặc dù quy trình sản xuất điện gió cực kỳ thân thiện với môi trường, nhưng do tính ổn định kém nên chi phí sản xuất điện gió cao hơn so với các nguồn năng lượng khác. Vì vậy, để kiểm soát tốt điện gió, theo dõi sự thay đổi của gió để đạt được sản lượng điện giới hạn và giảm chi phí, chúng ta phải đo chính xác và kịp thời hướng gió và tốc độ gió, từ đó điều khiển quạt gió cho phù hợp. Ngoài ra, việc lựa chọn địa điểm xây dựng trang trại gió cũng đòi hỏi phải dự đoán trước tốc độ và hướng gió để có cơ sở phân tích hợp lý. Do đó, việc sử dụng cảm biến tốc độ và hướng gió để đo chính xác các thông số gió là rất quan trọng trong sản xuất điện gió.
Thứ hai, nguyên lý của cảm biến tốc độ và hướng gió
1, cảm biến tốc độ và hướng gió cơ học
Cảm biến tốc độ và hướng gió cơ học do có trục quay cơ học nên được chia thành hai loại thiết bị cảm biến tốc độ gió và cảm biến hướng gió:
Cảm biến tốc độ gió
Cảm biến tốc độ gió cơ học là cảm biến có thể liên tục đo tốc độ gió và thể tích không khí (thể tích không khí = tốc độ gió × diện tích mặt cắt ngang). Cảm biến tốc độ gió phổ biến hơn là cảm biến tốc độ gió dạng cốc, được cho là do Robinson phát minh đầu tiên ở Anh. Bộ phận đo bao gồm ba hoặc bốn cốc gió hình bán cầu, được lắp theo một hướng với góc bằng nhau trên một giá đỡ xoay trên mặt đất thẳng đứng.
Cảm biến hướng gió
Cảm biến hướng gió là một loại thiết bị vật lý phát hiện và cảm nhận thông tin hướng gió bằng cách xoay mũi tên hướng gió, truyền thông tin này đến bộ mã hóa đồng trục, đồng thời xuất ra giá trị hướng gió tương ứng. Thân chính của cảm biến sử dụng cấu trúc cơ học của cánh gió, khi gió thổi vào cánh đuôi của cánh gió, mũi tên của cánh gió sẽ chỉ hướng gió. Để duy trì độ nhạy với hướng gió, các cơ chế bên trong khác nhau cũng được sử dụng để xác định hướng gió của cảm biến tốc độ gió.
2, cảm biến tốc độ và hướng gió siêu âm
Nguyên lý hoạt động của sóng siêu âm là sử dụng phương pháp chênh lệch thời gian siêu âm để đo tốc độ và hướng gió. Do tốc độ âm thanh truyền qua không khí, nó được chồng lên tốc độ của luồng không khí hướng lên từ gió. Nếu sóng siêu âm truyền theo cùng hướng với gió, tốc độ của nó sẽ tăng lên; Mặt khác, nếu hướng truyền siêu âm ngược với hướng gió, thì tốc độ của nó sẽ chậm lại. Do đó, trong điều kiện phát hiện cố định, tốc độ truyền siêu âm trong không khí có thể tương ứng với hàm tốc độ gió. Tốc độ và hướng gió chính xác có thể thu được bằng cách tính toán. Khi sóng âm truyền qua không khí, tốc độ của chúng bị ảnh hưởng rất nhiều bởi nhiệt độ; Cảm biến tốc độ gió phát hiện hai hướng ngược nhau trên hai kênh, do đó nhiệt độ có tác động không đáng kể đến tốc độ của sóng âm.
Là một phần không thể thiếu trong quá trình phát triển điện gió, cảm biến tốc độ và hướng gió ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy và hiệu suất phát điện của quạt, đồng thời liên quan trực tiếp đến lợi nhuận, khả năng sinh lời và sự hài lòng của ngành điện gió. Hiện nay, các nhà máy điện gió chủ yếu được đặt trong môi trường tự nhiên khắc nghiệt, nhiệt độ thấp, môi trường bụi lớn, yêu cầu về nhiệt độ làm việc và khả năng chịu uốn của hệ thống rất khắt khe. Các sản phẩm cơ khí hiện có còn thiếu sót đôi chút về mặt này. Do đó, cảm biến siêu âm tốc độ và hướng gió có thể có triển vọng ứng dụng rộng rãi trong ngành điện gió.
Thời gian đăng: 16-05-2024