Nowe urządzenie diagnostyczne dla turbin wiatrowych

Nowe urządzenie diagnostyczne dla turbin wiatrowych

W laboratoriach badawczych amerykańskiej instytucji naukowej, Sandia National Laboratories (SNL), opracowano urządzenie umożliwiające diagnostykę ruchową turbin wiatrowych. Dostarcza ono na bieżąco dane m.in. o wydajności i stanie zużycia urządzeń pracujących na farmach wiatrowych.

System analizujący na bieżąco duże ilości danych, umożliwia określenie parametrów strumienia powietrza opływającego turbinę, jak również określenie stanu eksploatacyjnego urządzenia. Do atrybutów urządzenia można zaliczyć małe rozmiary, niezawodność, możliwość pracy ciągłej oraz zabezpieczenie odgromowe na wszystkich kanałach pomiarowych. Dodatkowo urządzenie zostało zbudowane w oparciu o ogólnodostępne na amerykańskim rynku podzespoły.

Jose Zayas, naukowiec z Sandia’s Wind Energy Technology Departament, kierujący projektem od początku prac badawczych w 1999 roku, opisując zalety swojego wynalazku, podkreśla jego użyteczność w dostarczaniu danych na temat zachowania prototypowy łopatkek turbiny w warunkach rzeczywistych. Dzięki temu konstruktorzy turbin mogą poprawić projekt i ustanowić nowe standardy konstrukcyjne.

Prace nad system monitorinu turbin zostały rozpoczęte w ubiegłym roku, przy współpracy z firmą GE Energy i National Renewable Energy Laboratory (NREL). Założenia projektowe dotyczyły monitoringu turbin wiatrowych produkcji GE, pracujących w stanie Kolorado. Testowana turbina miała 80 metrów wysokości i wirnik o średnicy 70,6 metra. Jej moc wynosiła 1,5 MW. Wyposażono ją w 4 komplety urządzeń pomiarowych, które dokonywały pomiaru 67 parametrów, w tym 12 opisywało prędkość obrotową turbiny, 8 jej stan eksploatacyjny, a 24 reakcję konstrukcji. Urządzenia były umieszczone w różnych miejscach turbiny, a synchronizację między nimi gwarantował układ GPS. Dane z każdego urządzenia trafiały jako jeden strumień do komputera u podstawy turbiny, gdzie były kompresowane i przechowywane.

Dane spływały 24 godziny na dobę, siedem dni w tygodniu, od 14 września 2004 roku do 19 stycznia 2005. Przez ten okres czasu zebrano ponad 17000 zapisów zajmujących 285 gigabajtów pamięci. Ponieważ turbina była zlokalizowana w odległym miejscu bez stałego dostępu do internetu, dane były transmitowane do NREL przez łącze satelitarne, a następnie do Sandia Labs. W miejscach z dostępem do internetu dane mogą być analizowane na bieżąco.

Naukowcy z planują kolejne projekty badawcze z udziałem nowego urządzenia monitorującego. Z jego pomocą chcą m.in. zmierzyć osiągi trzech typów zaawansowanych technologicznie łopatek pracujących w ramach konstrukcji zainstalowanych w Teksasie. Obiekty należą do amerykańskiego Departamentu Rolnictwa i sąt zlokalizowane na obszarze stacji badawczej Bushland.

(au)