Table of Contents
טורבינות הרוח מייצגות את אחת הטכנולוגיות האנרגיה המתחדשות המבטיחות ביותר הקיימות כיום, מה שממיר אנרגיה קינטית מהרוח לחשמל נקי.עם זאת, הפעולה המוצלחת של מכונות מסיביות אלה תלויה באופן ביקורתי בהבנה ובקביעת שני פרמטרים תפעוליים בסיסיים: קיצוץ ומהירויות חיתוך.הסףים אלה קובעים כאשר טורבינות מתחילה לייצר כוח וכאשר היא חייבת להיסגר מסיבות בטיחות, מה שגורם להם חיוני עבור אופטימיזציה של אנרגיה וציוד הגנה.
מדריך מקיף זה חוקר את ההיבטים הטכניים של חישוב מהירויות חיתוך וחיתוך, הגורמים המשפיעים על הפרמטרים האלה, ואת השיקולים המעשיים ליישום אותם במערכות אנרגיית רוח בעולם האמיתי.אם אתה איש מקצוע, מהנדס, או פשוט מתעניין בטכנולוגיה מתחדשת, הבנה מושגים אלה היא חיונית למקסימום את היעילות והארוכותיות של מתקני אנרגיה.
הבנת מהירות חיתוך וחיתוך פעילות Wind Turbine
מה זה Cut-in Speed?
מהירות הרוח החתומה היא המהירות המינימלית שבה טורבינת רוח מתחילה לייצר חשמל, בדרך כלל בין 3 עד 4 מטרים לשנייה (m/s), אם כי הסף המדויק משתנה בהתאם לתכנון טורבינות ומודל. במהירות זו, הרוח מכילה מספיק אנרגיה קינטית כדי להתגבר על האינטרטיה של להבים רוטורים ורכיבים מכניים קשורים.
במהירויות רוח נמוכות מאוד, אין מספיק מומנט מופעל על ידי הרוח על להבים טורבינות כדי להפוך אותם לסובב, אבל ככל שהמהירות עולה, טורבינת הרוח תתחיל לסובב וליצור חשמל.סף זה מייצג את הנקודה שבה הכוחות האירודינמיים הפועלים על להבים הופכים מספיקים כדי להתגבר על התנגדות מכנית, כולל חיכוך, הכפופים, הכפופים לנק, והפסדים אחרים.
המהירות של חיתוך-in היא פרמטר קריטי כי זה מסמן את הגבול בין פעולה לא פרודוקטיבית ופרודוקטיבית.למטה מהירות זו, טורבינות נשאר idle, צריכת אנרגיה רוח אבל גם לא מייצרת חשמל.קביעת המהירות הגבוהה מדי פירושה הזדמנויות חסרות כדי ללכוד אנרגיה ממהירויות רוח נמוכות, תוך הגדרתה נמוכה מדי עלולה לגרום לא יעילה פעולה שבה האנרגיה שנלכדה בקושי עולה על ההפסדים הטפיליים במערכת.
מה זה Cut-out Speed?
מהירות הרוח חיתוך-out היא המהירות המקסימלית שבה טורבינות רוח מותר לפעול בבטחה, בדרך כלל סביב 25 מ' /s, כאשר מהירות הרוח עולה על רמה זו, טורבינות אוטומטית סגורה כדי למנוע נזק לרכיבים שלה.מנגנון זה סגור הוא תכונה בטיחות חיונית שנועד להגן על טורבינות מכישלון קטסטרופלי במהלך אירועי מזג אוויר קיצוניים.
ככל שהמהירות עולה מעל מהירות פלט גבוהה, הכוחות על מבנה טורבינות ממשיכים לעלות, בשלב מסוים, יש סיכון של נזק לרוטב, וכתוצאה מכך, מערכת מתפתלת מועסקת להביא את הרקב למלכוד.מהירות הקיצוץ מייצגת את הגבול התפעולי העליון שבו מתחים מכניים, רטטים, ועומסים אווירודינמיים להגיע לרמות שעלולות לפשרה מבנית.
ברוח גבוהה, כוחות האווירודינמיקה על להבים עולים באופן דרמטי, אשר יכול להוביל לעייפות מבנית או אפילו הרס אם לא מנוהל כראוי.מנגנון הקיצוץ מבטיח כי טורבינות מוגנים מפני תנאים קיצוניים אלה, שמירה על ההשקעה ולהבטיח אמינות מבצעית ארוכת טווח.
הרוח Turbine Power Curve
כדי להבין באופן מלא מהירויות חיתוך וחיתוך, חיוני לבחון את עקומת אנרגיית הרוח טורבינות - ייצוג גרפי מראה כיצד תפוקת כוח משתנה עם מהירות רוח. עקומת כוח היא גרף המציג את מהירות הרוח ואת כוח הפלט של טורבינת הרוח על טווח של רוח מהירויות מאפס עד למהירות הרוח המקסימלית שעבורה מיועדת טורבינת הרוח.
עקומת הכוח כוללת בדרך כלל ארבעה אזורים נפרדים:
- (ב) ⁇ (ב"ר:0) , ⁇ 1 (Below Cut-in Speed): "הטורבינות מייצרת אפס כוח כמו מהירות רוח אינם מספיקים כדי להתגבר על ההתנגדות.
- (FLT:0) רגולציה 2 (Cut-in to Rated Speed): 1 כאשר מהירות הרוח עולה מעל המהירות החתומה, רמת כוח התפוקה החשמלי עולה במהירות.
- (FLT:0) רגולציה 3 (התרחשות חיתוך-out Speedcio): בדרך כלל במקום בין 12 ל-17 מטרים לשנייה, תפוקת החשמל מגיעה למגנרטור החשמלי המסוגל, גבול זה לפלט הגנרטור נקרא פלט הכוח מדורג ואת מהירות הרוח שבה הוא מגיע נקרא מהירות התפוקה הדירוג.
- (ב) ,0) רשם 4 (Above Cut-out Speedues): 1:1 הטורבינה נסגרה לחלוטין כדי למנוע נזק, לייצר אפס כוח.
גורמים המשפיעים על קיצוץ מהירות
עיצוב Blade ו Aerodynamics
העיצוב האירודינמי של להבים טורבינות ממלא תפקיד בסיסי בקביעת מהירות חיתוך-באט. Blade גיאומטריה, כולל אורך סטנדרד, התפלגות טוויית, ובחירת אוויר-פוי, משפיע ישירות על האופן שבו הרקטור יכול לחלץ אנרגיה מרוחות מהירות נמוכות. Blades תוכנן עם יחסי רמפה גבוהים עד לrag במהירויות רוח נמוכות יכול להשיג מהירויות נמוכות יותר, ומאפשר את טורבינות להתחיל כוח מוקדם יותר.
הקורקטור משפיע באופן משמעותי גם על מהירות החיתוך של הרוטור גדול יותר, לכידת יותר אנרגיית רוח אפילו במהירויות נמוכות יותר. אזור זה גדל סחף אומר כי טורבינות גדולות יותר יכולות לעתים קרובות להשיג את אותו החל ממהירויות רוח נמוכות יותר בהשוואה טורבינות קטנות יותר, פוטנציאל המאפשרות למהירויות נמוכות יותר.
משטח Blade מסתיים ומצב גם משנה. משטחים להב קשיחים או מזוהמים (מלכלוך, קרח או צבירת חרקים) להגדיל את גרר ולהפחית את המעלית, ביעילות להעלות את המהירות.
גנרטורים Characteristics ו-Norque
המאפיינים של גנרטור חשמלי משפיעים באופן משמעותי על מהירות חיתוך.סוגים שונים יש שינוי דרישות החל מומנט ו cogging torque (ההתנגדות לסיבוב הנגרמת על ידי משיכה מגנטית בין הרוטור ו stator). גנרטורים קבועים בדרך כלל יש יותר קוהור מאשר גנרטורים אינדוקציה, אשר יכול לגרום מהירויות חיתוך גבוהות יותר אלא אם נועדו במיוחד למזער את ההשפעה הזו.
עקומת הדירוג והיעילות של הגנרטור ממלאת גם תפקיד. גנרטור שפועל ביעילות בתפוקה של כוח נמוך מאפשר לטורבינה להיות בעלת מהירות נמוכה יותר, שכן אפילו כמויות קטנות של אנרגיית רוח שנתפסה ניתן להמיר ביעילות לחשמל.
גנרטורים מודרניים של נהיגה ישירה, אשר מבטלים את תיבת הילוכים, ניתן לתכנן עם דרישות החל נמוכות יותר, פוטנציאל המאפשר מהירויות נמוכות יותר של חיתוך-אין, עם זאת, הם חייבים להיות מונדסים בזהירות כדי לאזן את היתרון הזה נגד שיקולים אחרים של ביצועים.
אובדן מכונות והתנגדות מערכת
כל מכונות המסתובבות מנסות הפסדים מכניים שיש להתגבר עליהם לפני שניתן יהיה לחלץ את העבודה הטובה ביותר.בטורפות הרוח, הפסדים אלה כוללים:
- (ב) ויקרא י"א: ויקרא י"ד: "ה', ויקרא י"ד, ו'ו, ו'וַיֹּאמֶר עַמֶר הָאָרֶץ , וּכְתָּבְתָּבְתָּבְתָּבָרֶת הָאָרֶץ הוּא הוּא הוּא הוּא .
- (FLT:0) אובדן תיבת גלמיר: 1FLT 1 עבור טורבינות עם ארגזי הילוכים, חיכוך מעייף וכיפוף שמן ליצור התנגדות נוספת, במיוחד במהירויות נמוכות כאשר סיכה עשויה להיות פחות יעילה.
- (ב) ⁇ :0) ⁇ : גם כאשר שוחרר, מערכות בלמים עלולות ליצור גרר חי על הרוטב.
- (ב) ⁇ :0) אירודינמיקה: 1FLT:1 The nacelle, Tower, ורכיבים שאינם מתפרשים יוצרים גרר שמשפיע על יעילות המערכת הכוללת.
ההשפעה המצטברת של הפסדים אלה קובעת סף מינימלי להורדת, שיש להתגבר עליו לפני טורבינת יכול להתחיל לרקב ולייצר כוח.מזער את ההפסדים הללו באמצעות עיצוב תקין, רכיבים באיכות גבוהה, ותחזוקה סדירה יכולה לאפשר מהירויות נמוכות יותר.
תנאי סביבה ואטמוספירה
צפיפות האוויר משפיעה באופן משמעותי על הכוחות הפועלים על להבים טורבינות וכתוצאה מכך משפיע על המהירות הניתחת יעילה. צפיפות האוויר משתנה עם טמפרטורה, לחץ וגובה. בגובה גבוה יותר או טמפרטורות, צפיפות האוויר יורדת, צמצום הכוח המופעל על להבים בכל מהירות רוח נתונה.זה אומר כי טורבינה עשויה לדרוש מהירויות רוח גבוהות יותר כדי להגיע להפחתה לא-נמית בתנאים אלה.
היחסים בין צפיפות האוויר וכוח הרוח הם ישיר לינארי - ירידה של 10% בתוצאות צפיפות האוויר בירידה של 10% בכוח זמין באותה מהירות רוח.אפקט זה חייב להיחשב בעת ציון מהירויות מופחתות עבור טורבינות הפועלות בתנאים אקליםיים שונים או בגבהים שונים.
Wind Shear - הריאציות במהירות רוח עם גובה - משפיע גם על התנהגות לחתוך. Wind Shear, השינוי במהירות רוח עם גובה, משפיע באופן משמעותי על ההיקף של כאשר טורבינות יתחיל לפעול, כמו חלקים שונים של הדיסק רוטר עשוי לחוות מהירויות רוח שונות.
חישוב מהירות חיתוך: שיטות ונוסחאות
גישה תיאורטית באמצעות כוח אקוציות
החישוב התיאורטי של מהירות חיתוך מתחיל בהבנה את הכוח הזמין ברוח.הכוח בזרם אוויר נעים ניתן על ידי המשוואה הבסיסית:
(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
איפה:
- P = Power (Watts)
- ⁇ = צפיפות אוויר (kg / m3, בדרך כלל 1.225 ק"ג / m3 בגובה ים)
- A = אזור סווט של רוטטור (m2) = × R2 שבו R הוא רדיוס רוטטור
- V = מהירות רוח (m/s)
עם זאת, טורבינות לא יכולות לחלץ את כל הכוח הזמין מן הרוח.גבול בוץ קובע כי היעילות התיאורטית המקסימלית היא כ-59.3% (או 16/27) טורבינות אמיתיות להשיג יעילות חשמל (Cp) בדרך כלל בין 0.35 ל-0.45 בתנאים אופטימליים, ונמוך בהרבה במהירויות חיתוך.
כדי לחשב מהירות חיתוך במהירות תיאורטית, עליך לקבוע את מהירות הרוח המינימלית שבה הכוח מופק על ידי הרוטור עולה על כל אובדן המערכת.
- חישוב ה-Rerque החל הנדרש כדי להתגבר על התנגדות מכנית
- קביעת הטוק האירודינמיקה המיוצרת על ידי הרוטב במהירויות רוח שונות
- מציאת מהירות הרוח שבה מומנט אווירודינמיקה עולה על החל מומנט
- חשבונאות עבור יעילות גנרטור והפסדים חשמליים
מהירות החיתוך מתרחשת כאשר:
(FLT:0)Torque aeroדינמית (V cut-in) = Torque resistance + Torque generator minimumphFLT:1
שיטות אמפיריות באמצעות Wind Shear תיקון
מהירות הרוח החתומה היא המהירות המינימלית שבה טורבינת רוח מתחילה לייצר חשמל, חישוב זה משתמש בחוק הכוח כדי למנוע את מהירות הרוח ההתייחסות בגובה סטנדרטי לגובה. גישה זו היא מועילה במיוחד כאשר יש לך מדידות מהירות רוח בגובה אחד, אך צריך להעריך תנאים בגובה של טורבינות.
הנוסחה של חוק הכוח ל- Wind Shear היא:
(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
איפה:
- V Hub = מהירות רוח בגובה רכזות (m/s)
- V ref = מהירות רוח הפניה בגובה ההתייחסות (m/s)
- H H Hub = גובה ה-Hub (m)
- H ref = גובה הפניה (m)
- α = Wind Shear exponent (בדרך כלל 0.14 עבור שטח פתוח, 0.2-0.3 עבור שטח מחוספס)
שיטה זו מאפשרת למהנדסים להתאים את מהירויות הקיצוץ של היצרן (בדרך כלל ניתנות לתנאים סטנדרטיים) לתנאים ספציפיים באתר החשבונאיים לגבהים מקומיים ומדידה.
מפרט היצרן ובדיקה
בפועל, מהירויות חיתוך נקבעות בדרך כלל באמצעות בדיקות נרחבות במהלך פיתוח טורבינות. עקומת כוח טורבינות אחת נקבעת על ידי מדידה של פלט טורבינות ומהירות רוח זרימה בגובה הרכז, ואת המיקום של מדידת רוח ביחס לטורבינה הוא מוגדר ב IEC 61400-12-1.
יצרנים מבצעים פרוטוקולים קפדניים של בדיקות הקשורות:
- התקנת מדממים calibrated במרחקים מדויקים מהטורבינה
- מהירות רוח הקלטה ונתוני תפוקה כוח על פני תקופות מורחבות
- ניתוח הנתונים כדי לקבוע את מהירות הרוח שבה מתחיל דור כוח עקבי
- בדיקת תוצאות באתרי מבחן מרובים ותנאים
- שימוש בשיטות סטטיסטיות כדי להסביר את יכולת הגמישות הטבעית
המהירות של היצרן-מסוגד-מחדש מייצגת ערך שמרני כי טורבינות יכולה להשיג באופן אמין בתנאים אטמוספריים סטנדרטיים.פרטים אלה כוללים בדרך כלל סובלנות ואומתים באמצעות בדיקות עצמאיות על ידי ארגונים כגון המעבדה הלאומית לאנרגיה מתחדשת (NREL) או גופים בינלאומיים שווים.
הערכת אתר
עבור הערכות אתר ראשוניות ומחקרי תאימות, גישה פשוטה יכולה להעריך אם מודל טורבינות מסוים מתאים למיקום מסוים:
- (FLT:0) יצרנית הנפט נחתכת במהירות: ההרחבה של ההרחבה: החל מהמהירות הניתוק של טורבינה (בדרך כלל 3-4 מ"מ לטורבינות מודרניות).
- (FLT:0) נתוני רוח האתר של אנאנליז: 1) קביעת התפלגות תדירות של רוחות במהירות במרכז המוצע באמצעות לפחות שנה אחת של נתונים.
- (ב) שיעור הקיבולת של ה-FLT:0) , לעומת זאת, הוא מספר שאחוז הזמן מתפרע במהירות הקיצוץ ותרומתו לייצור האנרגיה הכולל.
- (FLT:0) תוצאות תיקון משוערות: FLT:1 מתאים לצפיפות אוויר מקומית המבוססת על גובה האתר וטמפרטורה ממוצעת.
- (FLT:0)Consider עונתי וריאציות:FLT:1) חשבון כיצד ביצועי מהירות חיתוך עשוי להשתנות עם שינויים טמפרטורה עונתית וצפיפות.
גישה מעשית זו מסייעת לקבוע אם אתר יש מספיק משאבי רוח מעל סף חיתוך כדי להצדיק את התקנת טורבינות.
גורמים המשפיעים על מהירות חיתוך-out Speed Determination
מגבלות טעינה סטרקטיבית
הגורם העיקרי הקובע מהירות חיתוך היא היכולת המבנית של רכיבי טורבינות לעמוד עומסים אווירודינמיקה ומכני.כאשר מהירות הרוח עולה, הכוחות הפועלים על להבים, מרכז, פיר הראשי, המגדל, והבסיס גדל באופן דרמטי - עם הכיכר של מהירות הרוח עבור כוחות דחף וקובייה עבור עומסים הקשורים לעוצמה.
מהנדסים חייבים לחשב את העומס המקסימלי שכל מרכיב יכול לטפל בו בבטחה, בהתחשב:
- [01:0] ,[32]] ,[דרוש מקור]]], [ב], [ה], [ה],] ⁇ [ה], [ה],] ⁇ [ה'], [ה'], [ה'], [ה'ו], [ה'] ויקרא י']'], [ב[[ה']
- (ב) ⁇ :0) רגעים של בסיס תשובה: 1FLT:1 הרגע המתהפך בבסיס המגדל עולה באופן משמעותי עם מהירות רוח, וחייב להישאר בתוך גבולות עיצוב הבסיס.
- [ה]הכוח האופקי שדוחף נגד הרוטור יוצר מתח לאורך מבנה הדחף וההתמיכה.
- (ב) שיקולים:0 (FLT:1) חוזר על מחזורי טעינה, אפילו מתחת למגבלות כוח האולטימטיביות, עלול לגרום לנזק עייפות לאורך זמן.
המהירות החתומה נקבעת ברמה שבה העומסים האלה נשארים בגבולות מקובלים עם שולי בטיחות מתאימים, אפילו חשבונאות להפרעות, גוסטים ואפקטים דינמיים אחרים.
תקני בטיחות ותקנות
סטנדרטים בינלאומיים, במיוחד סדרת IEC 61400, לקבוע דרישות לתכנון טורבינות רוח, בדיקות ותפעול. תקנים אלה מגדירים שיעורי רוח כי קתגור אתרים המבוססים על המאפיינים שלהם רוח, כולל מהירויות רוח קיצוניות הצפויות במהלך החיים של טורבינה.
Turbines נועדו ומוסמך עבור שיעורי רוח ספציפיים:
- (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
- (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
- (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
- (ב) ⁇ (ב"א) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
המהירות החתומה חייבת להיות מוגדרת כדי להבטיח שהטורבינה תסגר היטב לפני תנאי רוח קיצוניים שיכולים לעלות על גבולות העיצוב.בדרך כלל, מהירויות חיתוך-out נקבעות ב-25 מ'/s עבור רוב טורבינות מסחריות, אם כי זה יכול להשתנות על בסיס עיצוב ספציפי ומעמד הרוח המיועד.
מערכת בקרת סוללות
מערכת הבקרה של טורבינה חייבת להיות מסוגלת לזהות באופן אמין את תנאי הרוח הגבוהים ולבצע רצף של השבתה בטוחה.
- (ב) ⁇ :0) ניטור מהירות של מהירות: 1FLT:1 רב של אממטרים אדומים רבים מספקים נתונים מהירות רוח למערכת הבקרה.
- (ב) ⁇ :0) שליטה: ⁇ 1:1 עם טורבינות גדולות, זה נעשה על ידי התאמת זווית הלהבות כדי לשמור את הכוח ברמה קבועה, ובמהלך הסגירה, להבים הם מוצבים למצב נוצה כדי למזער עומסים.
- (ב) למערכות של גלקסיות:0 (Braking Systems: FLT:1 ,בלמים מכניים מספקים יכולת עצירה גיבוי אם אווירודינמיקה מתבהרת (להבות) אינה מספיקה.
- (ב) זמן רב: 1.10.10.1 מערכת הבקרה חייבת להגיב במהירות רבה מספיק כדי למנוע עומסים מהירים או מופרזים במהלך שינויים מהירים.
המהירות החתומה חייבת להיות נמוכה מספיק כי מערכת הבקרה יש זמן מספיק כדי לבצע סתום מבוקר לפני התנאים הופכים מסוכנים, חשבונאות לתרחיש הגרוע ביותר של זעזועים מקסימליים וקצבי מהירות רוח מהירים.
שיקולים כלכליים
בעוד בטיחות היא רבת-חשיבות, גורמים כלכליים משפיעים גם על בחירת מהירות חיתוך-out.קביעת המהירות הנמוכה מדי פירושה החסרה ייצור אנרגיה פוטנציאלי במהלך אירועי רוח גבוהה, אשר יכול להיות יקר למדי מאז תפוקת החשמל היא ביכולת הדירוג.
היצרן חייב איזון:
- תדירות הרוחות מעל מהירויות שונות של קיצוץ פוטנציאלי בשווקים היעד
- ייצור האנרגיה שאבד על ידי סגירת סףים שונים
- עלויות מבניות נוספות הנדרשות לפעול בבטחה במהירויות רוח גבוהות יותר
- עלויות תחזוקה מוגברת והחלפת הרכיב מפעילות בתנאים חמורים יותר
עבור רוב האתרים, רוחות מעל 25 מ"ר /s להתרחש יחסית באופן בלתי צפוי, כך ייצור האנרגיה שאבד על ידי סגירת מהירות זו הוא מינימלי בהשוואה העלות של תכנון עבור פעילות רוח גבוהה יותר.
מהירות חיתוך חיתוך: גישות הנדסה
ניתוח מבני ועומס קלוריות
חישוב מהירות חיתוך נאותה דורש ניתוח מבני מקיף של כל רכיבי טורבינות.תהליך זה בדרך כלל כרוך:
(ב) ⁇ (ב) 1 שלב 1: שלב 1: חישובים (Determine design Load CasesscioFLT)
מהנדסים חייבים לנתח מקרים רבים של עומס המפורטים ב-IEC 61400-1, כולל ניתוח רגיל, תנאי אשמה ואירועים קיצוניים.עבור קביעת מהירות חיתוך-out, המקרים הרלוונטיים ביותר כרוכים בפעילות רוח גבוהה ותרחישים של השבתת חירום.
2 (בתרגום חופשי: ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
באמצעות תיאורייתמנט המומנטום של להב או דינמיקת נוזל חישובית, מהנדסים מחשבים את הכוחות והרגעים הפועלים על הרקב במהירויות רוח שונות.הכוח הדחף על הרוטור יכול להיות משוער על ידי:
(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
כאשר C t הוא מקדם דחף, אשר משתנה עם תנאי הפעלה והגדרות בקרה.
3 (ב) 3 (בתרגום חופשי:0)
באמצעות ניתוח אלמנטים סופי (FEA) וכלים אחרים בניתוח מבני, מהנדסים קובעים את הלחצים, הסטיות, התגובות הדינמיות של רכיבים תחת העומסים המחושבים.
- תכונות חומריות ולחצים הניתנים לנחיה
- שיקול החיים הפשפשפשיסטי
- הגדלה הדינמית מזעזועים ורוחות
- גורמי בטיחות חלקיים הנדרשים לפי סטנדרטים
(FLT:0) 4Step Determine מקסימום מהירות הפעלה בטוחה
המהירות החתומה נקבעת ברמה שבה כל הרכיבים נשארים בתוך גבולות העיצוב שלהם עם שולי בטיחות מתאימים.זה אומר בדרך כלל מהירות חיתוך-out היא באופן משמעותי מתחת למהירות הרוח המקסימלית המוחלטת שהמבנה יכול לעמוד בה באופן תיאורטי, מתן חיץ לא-ודאות ותנאים קיצוניים.
ניתוח רוח קיצוני
מעבר לתנאי הפעלה רגילים, מהנדסים חייבים להבטיח כי טורבינת יכול לשרוד אירועים רוח קיצוניים שעלולים להתרחש כאשר טורבינת טורבינות נחרבה או מרתיעה.תקני IEC מגדירים כמה מודלים רוח קיצוניים:
- מהירות רוח גבוהה (EWS): מהירות רוח מקסימלית של 10 דקות עם תקופת החזרה של 50 שנה
- (ב) ,0) הפעלה של גוסט (EOG): irFLT:1 , גורית חמור שעלולה להתרחש במהלך המבצע
- שינוי כיוון הרוח המהיר (EDC): שינוי כיוון הרוח המהיר (FLT:1) שיוצר עומסי ים
- (הופנה מהדף ⁇ ) ,0) ,Extreme Coherent Gust with Direction Change (ECD): FLT:1
המהירות החתומה חייבת להיות מוגדרת כך שהטורבינה יכולה להיסגר בבטחה ולבטוח את עצמה לפני שהתנאים הקיצוניים האלה גורמים לנזק.זה דורש ניתוח תזמון הרצף הסגור ולהבטיח שוליים נאותים קיימים בין מהירויות רוח קיצוניות וקטנות.
שיטות סטטיסטיות והתאמות של Site-Specific
בעוד יצרנים מציינים מהירויות סטנדרטיות של חיתוך-out, תנאים ספציפיים באתר עשויים לחייב התאמות ניתוח סטטיסטי של נתוני רוח מקומיים מסייע לקבוע:
- תדירות ומשך אירועי רוח גבוהים
- קצב רוח טיפוסי (כמה מהירות רוח מהירה עולה)
- עוצמת הרוטשות במהירויות רוח גבוהות
- שחיתות בין מהירות רוח וכיוון
אתרים עם תנאי רוח חמורים במיוחד עשויים לדרוש מהירויות חיתוך שמרניות יותר או אמצעי הגנה נוספים.לעומת זאת, אתרים עם תכונות רוח גבוהה שפיר עשוי לפעול בבטחה עם מהירויות מעט גבוהות יותר של חיתוך, אם כי זה ידרוש ניתוח הנדסי זהיר וייתכן כי הגשמה.
Hysteresis ו- Cut-in Restart Speed
שיקול חשוב המשקיף לעתים קרובות הוא כי מהירות הרוח שבו טורבינות נפתח מחדש לאחר התמוטטות גבוהה (לעתים נקראה מהירות הפעלה מחדש או חיתוך היסטריה) היא בדרך כלל נמוכה יותר מאשר מהירות חיתוך-out עצמו.זה היסטריה מונעת את הטורבינות החל שוב ושוב לעצור אם רוח מזרזת ליד סף חיתוך.
לדוגמה, טורבינות עשויה לסגור 25 מ'/s אך לא לחדש את הרוח עד שהשמש יורדת מתחת ל-22 מ'/s, ונשארת שם לתקופה מוגדרת (לעתים קרובות 10 דקות).
- צמצום ללבוש מכני ממחזורי התחלה חוזרים
- מניעת לחץ מערכת חשמלי מחיבור / הפרעה תכופה
- מבטיח פעילות יציבה יותר בתנאי רוח משתנים
- מספק שולי בטיחות נוספים לפני ביצוע פעולות
מערכות בקרה ובקרה
מערכות מעקב ומדד
מדידה מהירה רוחית גבוהה היא קריטית עבור ניתוח לחתוך תקין לחתוך חיתוך. טורבינות רוח מודרנית להעסיק מספר מערכות מדידה מאומתות:
(FLT:0) Nacelle-הרמטרים: ⁇ FLT 1 אלה מספקים מדידות מהירות רוח ישירות בגובה מרכז.עם זאת, הם מושפעים מאפקטי ערה רוטורים ויש להתאים אותם לחשבון ההפרעה שנוצרת על ידי הרוטב והנול.
(FLT:0)Remote Sensing מכשירים:FreaLT:1 , כמה טורבינות מודרניות לשלב LIDAR (Light Detection and Ranging) או SODAR (Sonic Detection and Ranging) מערכות המדידות את מהירות הרוח במרחקים שונים לפני טורבינת.אלה מספקים התראה מוקדמת של שינוי תנאי הרוח ומדידות מדויקות יותר ללא פגע על ידי ערות ריקות.
(FLT:0) מטסאורולוגי: FIRLT:1 חוות הרוח לעתים קרובות כוללים מגדלים מטאורולוגיים ייעודיים עם מכשירים מכווצים המספקים מדידות התייחסות להתאמה של חיישנים בעלי חשיבות טורבינות ולעקוב אחר תנאי האתר הכללי.
מערכת הבקרה עוקבת כל הזמן אחר קלטות אלה ומתאימה אלגוריתמים מסנן ומכניסים למבדיל בין שינויים מהירים רוחיים אמיתיים לבין תנודות חולפות או רעש מדידה.
בקרה אוטומטית
טורבינות רוח מודרנית מעסיקות מערכות בקרה מתוחכמות שעושות באופן אוטומטי פעולות חיתוך וקיצוץ:
(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
- מערכת הבקרה מזהה מהירות רוח מעל סף חיתוך למשך זמן מוגדר (בדרך כלל 30-60 שניות)
- המערכת מבצעת בדיקות טרום כוכבים (שחרור של צ'רוק, היערכות, פונקציונליות מערכת המגרש)
- הבלדס מוקצים לזווית אופטימלית עבור תחילת
- ברק שוחרר, ומאפשר לרוטב להתחיל להסתובב
- גנרטור מחובר לרשת פעם רוטטור מגיע למהירות מינימלית
- מערכת בקרת מעבר למצב ייצור חשמל רגיל
(ב) ,0) ,(ה) ,(ה)
- מערכת הבקרה מזהה מהירות רוח מעל סף חיתוך
- גנרטור מנותק מהרשת
- ברדסים הם מקודדים למצב נוצה (90 מעלות) כדי למזער עומסים
- בועה מכנית מוחלת פעם רקור מהירות טיפות מספיק
- מערכת Yaw עשויה להיות מופעלת כדי למקם את התא עבור עומסים מינימליים
- Turbine נכנס למצב של עמידה, ניטור עבור תנאים חדשים בטוחים
רצפים אלה נועדו לבצע במהירות וביעילות, עם מערכות בטיחות מרובות מחוספסות המבטיחות הפעלה נכונה גם אם המערכות העיקריות נכשלות.
תקנות שליטה וכוח
יש הבדל בין דוכן מוסדר טורבינות מוסדרות - ספין מבוקר לשמור על פלט קבוע מן הדירוג כדי לקצץ מהירות, בעוד טורבינות הדו-חמצני מוסדר יש פלט כוח מופחת מעל מהירויות הרוח הדירוג.
טורבינות מוסדרות Pitch-regulated להתאים באופן פעיל את זוויות להב לשלוט בתפוקה כוח ועומסים.כפי שהשמש מאיצה גישה לחתוך-out, מערכת המגרש עובדת קשה יותר ויותר לשמור על כוח מדורג תוך הגבלת העומסים.מהירות הקיצוץ מייצגת את הנקודה שבה אפילו נוצות להב מקסימליות לא יכולות לשלוט כראוי עומסים, ניכוי סגרה מוחלטת.
מערכות סטיטה מודרניות משתמשות בפעילים חשמליים או הידראוליים המסוגלים לגרוף להבים בטווח המלא שלהם בתוך כמה שניות בלבד.יכולת תגובה מהירה זו חיונית לפעילות בטוחה ותרחישים של השבתת חירום.
SCADA Systems and Data Analysis
ניתן להשתמש בנתונים של טורבינות רוח שנאספו על ידי מערכת הבקרה והרכישה של SCADA (שליטה על-ידי פיקוח ונתוני רכישה) למטרה זו, ושיטת זו יכולה לשלב את התנאים בפועל בחוות הרוח, ובכך לספק דיוק טוב יותר בחיזוי כוח.
מערכות SCADA מתעדות מידע מבצעי כולל:
- מהירות רוח וכיוון
- תפוקה כוח
- מהירות רוטר וזווית קדמית
- טמפרטורות גנרטור ו- הילוכים
- רמות Vibration
- אירועים לחתוך-in ו- לחתוך
ניתוח של נתונים אלה מאפשר למפעילים לאמת כי טורבינות מבוצעות כצפוי, לזהות בעיות פוטנציאליות, ולייעל פרמטרים לחתוך וקיצוץ-out בהתבסס על תנאי האתר בפועל וביצוע טורבינות.
אופטימיזציה של אנרגיה ייצור תוך שמירה על בטיחות
לכידת אנרגיה וקיום חיים משותפים
הבחירה של מהירויות חיתוך וחיתוך-out כרוכה במסחר בין מקסימום ייצור אנרגיה ושימור ציוד ארוך-עצמיות.הפעלה במהירויות נמוכות יותר לוכדת אנרגיה רבה יותר מרוחות אור, אך עשויה להגדיל את ללבוש על רכיבים בשל מחזורי התחלה תכופים יותר והפעלה בנקודות יעילות נמוכות.
כמו כן, הרחבת הפעולה קרוב יותר לתנאי רוח קיצוניים על ידי העלאת מהירויות חיתוך יכול ללכוד אנרגיה נוספת ערך גבוה (כיוון שהטורבינה פועלת בדרגת כוח), אבל עלות עומסים מבניים מוגברת וצבירת עייפות.
על האופרות לשקול:
- ייצור האנרגיה של החיים:0 (FLT:1) 1 אנרגיה מלאה שנתפסה על פני 20-25 שנה של טורבינה
- עלויות ההגדלה של FLT:0 (הדגשה: 0) 1FLT: 1 ללבוש מוגבר מטווחי הפעלה מורחבים עשויים לדרוש יותר תכופים תחליף
- (ב) ⁇ :0) ,Availability: 1FLT:1 פרמטרים אגרסיביים יותר עשויים להוביל לכשלים תכופים יותר ולפרק זמן
- (FLT:0)Revenue Optimization: 1FLT) מחירי האנרגיה עשויים להשתנות עם תנאי רוח, המשפיעים על הערך של ייצור שולי
אסטרטגיות אופטימיזציה של Site-Specific Optimization
אתרים שונים עשויים ליהנות מגישות שונות לאופטימיזציה מהירה לחתוך ולצמצם את המהירות:
(FLT:0)Low Wind Sites:FLT:1 אתרים עם מהירויות רוח נמוכות בעיקר ליהנות מרוב מ minimizing מהירות חיתוך, שכן זה מרחיב את הטווח התפעולי לתוך תנאי הרוח הנפוצים ביותר.אפילו פחתות קטנות במהירות חיתוך יכול להגדיל באופן משמעותי את ייצור האנרגיה השנתי במקומות אלה.
(FLT:0) אתרי הרוח: (High Wind Sites:Ever) 1 אתרים עם רוחות גבוהות תכופות עשויים ליהנות טורבינות המיועדות למהירויות חיתוך גבוהות יותר, שכן האנרגיה הנוספת שנתפסה במהלך אירועי רוח חזקים יכולה להיות משמעותית.
(FLT:0) אזורי מזג אוויר קיצוניים: FLT:1 אתרים נוטים להוריקן, טיילוונים, או אירועים אחרים במזג אוויר קיצוני עשויים לדרוש מהירויות קיצוץ שמרניות יותר ותהליכי השבתה משופרים כדי להבטיח הישרדות טורבינות במהלך אירועים אלה.
הסתגלות עונתית ושליטה הסתגלותית
כמה מערכות בקרה מתקדמות מאפשרות התאמה עונתית או אפילו בזמן אמת של פרמטרים תפעוליים המבוססים על תנאים נוכחיים:
(FLT:0) היערכות מבוססת טמפרטורי: FIRLT:1 צפיפות האוויר משתנה באופן משמעותי עם טמפרטורה, המשפיעה על ייצור החשמל ועומסים. מערכות בקרה יכול להתאים את סף חיתוך וקיצוץ על בסיס צפיפות האוויר הנוכחית כדי לשמור על שולי ביצועים עקביים.
(FLT:0) בקרת רוח-עדיפה: ⁇ FLT:1) עוצמת הזעזוע גבוהה מגבירה את העומסים הדינמיים גם במהירויות רוח בינוניות.מערכות מתקדמות יכולות לזהות תנאים סוערים גבוהים וליישם יותר מחסומים שמרנים כדי להגן על רכיבים.
(FLT:0) תנאי איסוף: 1FLT: הצטברות קרח על להבים משנה באופן דרמטי את התכונות האירודינמיות שלהם ויכולה ליצור חוסר איזון מסוכן. טורבינות רבות כוללות מערכות זיהוי קרח שמשנות או בלתי ניתנות לתהליכים שבהם ניתן לזהות, למנוע הפעלה עד להבים ברורים.
מעקב ואימות
ניטור רציף של ביצועים לחתוך וקיצוץ ביצועים מסייע להבטיח טורבינות לפעול כמתוכנן:
- (FLT:0) Power עקומת אימות: 1FLT השוואת ייצור חשמל בפועל נגד עקומות צפויות מסייע לזהות השפלה או בעיות המשפיעות על ביצועים מופחתים
- (ב) ,0) , אפילו ⁇ : 1FLT: הקלטה של כל האירועים החתכים והחתכים עם תנאי הרוח הקשורים מאפשר ניתוח של האם סף הם מתאימים
- (ב) ⁇ :0) ניטור: ⁇ 1 (FLT:1 strain Measures) ו- Accelerometers יכול לאמת כי עומסים נשארים בתוך גבולות עיצוב במהלך ניתוח גבוה
- ניתוח השוואתי:0 (Comparative Analysis: 1) השוואה בין ביצועים על פני טורבינות מרובות בחווה רוחית יכולה לזהות את החריגים שעשויים להיות קלבריה או בעיות מכניות
אתגרים ופתרונות
הסכם מדידה וקאליברציה
מדידה מהירה של מהירות רוח היא היסוד לקיצוץ נכון ולהפעלה של חיתוך, אך היא מציגה מספר אתגרים:
(FLT:0) Anemometer Degradation:FLT:1 גביע aemometers יכול להתפרץ לאורך זמן בשל ללבוש, זיהום, או נזק.זה יכול להוביל לקריאה לא מדויקת הגורם מוקדם או עיכוב אירועים לחתוך / חתכים.
(FLT:0) ואפקטים: FLT:1 Nacelle-Moderaled aemometers מושפעים על ידי ערה רוטר ועיוות זרימה של ניירוס.
(ב) קרח, עפר, חרקים או זיהום אחר יכולים להשפיע על קריאה של מדממים, בעזרתם למנוע השקיה באקלים קר, בעוד ניקוי קבוע שומר דיוק בסביבות מאובקות או מחרקים.
(FLT:0) Solution: FLT:1 הטמעת מערכות מדידה מאומתות, לקבוע לוחות זמנים קבועים של קיטור, להשתמש בטכנולוגיות רגישות מרחוק שבו ניתן ליזום, ולהשתמש אלגוריתמים של נתונים שיכולים לזהות ולתערוות דגל.
אופניים קרובים ל Thresholds
כאשר רוח מזרזת את סף חיתוך או חיתוך, טורבינות עלולות לעבור על ושוב ושוב, מה שגורם לבעיות רבות:
- ללבוש מכני מוגבר על בלמים, מערכות המגרש, ורכיבי אימון
- לחץ חשמלי מחיבור רשת / Disconnection
- ייצור אנרגיה מופחת עקב הזמן בילה ברצף ההתחלה וההשבתה
- דרישות תחזוקה מוגברת
(FLT:0) Solution: FLT:1 יישום היסטריה באלגוריתמים שליטה, הדורש מהירויות רוח כדי לעלות על סף על ידי שולי מסוים להישאר שם למשך זמן מסוים לפני הפעלת שינויים המדינה. השתמש במדידות מהירות רוח ממותגת זמן ולא ערכים מיידיים.
אפקטים מורכבים
טורבינים בשטח מורכב מתמודדים עם אתגרים ייחודיים עבור פעילות חיתוך וחיתוך. הילס, עמקים, יערות, מבנים ליצור זעזוע, רוח Shear, וזרימה / השמצה שהופכת את תנאי הרוח למשתנים מאוד על פני הדיסק רוטר וקשה למדוד במדויק.
מדידה חד-ממטרית אחת עשויה לא לייצג את תנאי הרוח שחווה כל הרקטור.חלק אחד של הדיסק המסתובב עשוי לחוות רוחות מעל מהירות חיתוך, בעוד חלק אחר רואה מהירויות נמוכות יותר, יצירת עומסים אסימטריים ואתגרי שליטה.
(FLT:0) Solution: FLT:1 ביצוע הערכות אתר מפורטות באמצעות דינמיקת נוזל חישובית מודלים וממיקומים מרובים למדידה. שקול באמצעות מערכות LIDAR שיכולות למדוד פרופילים מהירות רוח על פני הדיסק רוטר.
הזדקנות וביצועים Degradation
ככל גיל טורבינות, הביצועים שלהם לחתוך ולא לחתוך עשויים להשתנות:
(FLT:0)Blade Degradation:FLT:1 מוביל סחף קצה, גסות פני השטח, וזיהום להפחית את יעילות האירודינמיקה, פוטנציאל להגדיל את הפחתת יעילות במהירות. Blade עלול גם להשפיע על יכולת העומס המקסימלית, שעלולה לדרוש מהירויות מופחתות מופחתות.
(FLT:0) מקניאל: 1FLT: דובדבן, פיזור תיבת הילוכים, וחיכוך מוגבר במערכות האגרה ומערכות yaw יכול להגדיל את ההתנגדות, להעלות במהירות לאורך זמן.
(FLT:0)Control System Drift:FreaLT:1 חיישנים עשויים להיסחף מתוך דליפה, ופרמטרי בקרה עשויים לדרוש התאמה כמאפיינים של רכיב.
(FLT:0) Solution:FLT:1 יישום תוכניות ניטור מצב מעקב מעקב מעקב אחר מגמות ביצועים לאורך זמן. לוח תחזוקת מונעת כולל ניקוי להב ותיקון, שימוש בחליפה, ו- חיישן ניתוח נתונים SCADA כדי לזהות שינויים ביצועים הדרגתיים ולהתאים את הפרמטרים התפעוליים בהתאם.
נושאים מתקדמים ופיתוח עתידי
Machine Learning and Predictive Control
טכנולוגיות מתפתחות מאפשרות גישות מתוחכמות יותר לניהול חיתוך וקיצוץ:
אלגוריתמי למידת מכונה (FLT:0) אלגוריתמים של מכונות קדם-משפטיים יכולים לנתח דפוסים היסטוריים ותנאים נוכחיים לחיזוי מהירות הרוח משתנה דקות עד שעות מראש.זה מאפשר לטורבינות לצפות באירועים חתך וקיצוץ וייעל את תגובתם.
(FLT:0) אופטימיזציה של Threshold:031) מערכות AI יכולות לנתח באופן רציף ביצועים טורבינות, עומסים ותנאים סביבתיים כדי להתאים באופן דינמי לקיצוץ בסףים של ייצור אנרגיה מקסימלית תוך שמירה על שולי בטיחות.
(FLT:0)Wake-Aware Control:FreaLT:1 בחוות רוח, טורבינות במעלה הזרם משפיעות על תנאי רוח טורבינות הזרם.מערכות בקרה מתקדמות יכולות לתאם החלטות חותכות וחתכותרות על פני טורבינות מרובות כדי לייעל ייצור ברמת החווה.
עמידות מזג אוויר קיצוני
ככל ששינוי האקלים מגביר את תדירות ועוצמה של אירועי מזג אוויר קיצוניים, עיצובים טורבינות מתפתחים כדי להתמודד טוב יותר עם תנאים אלה:
(FLT:0) עיצובים עמידים בפניה:FLT ( 1 Turbines for טרופית) משלבים יכולת מבנית מוגברת, שיפור הליכי השבתה, ולעתים היכולת לפעול בעוצמה מופחתת בתנאים שבדרך כלל יפעילו חיתוך, מה שיאפשר להם לרכוב דרך תקופות ארוכות של רוח גבוהה.
מערכות סתום:0 (Rapid Shutdown Systems:FLT:103) מערכות מתקדמות ומנגנוני החבט יכולים לבצע הפסקות חירום תוך שניות ולא דקות, ומאפשרות לפעולה בטוחה קרוב יותר לתנאים קיצוניים.
(FLT:0) ,Survival Mode מבצע:FLT:1 חלק טורבינות יכול להיכנס למצבים מיוחדים הפעלה במהלך אירועים קיצוניים, באמצעות שליטה פעילה למזער עומסים תוך שמירה על רמה מסוימת של סמכות שליטה, ולא רק חניה ומקווה לטוב ביותר.
המונחים: offshore-Specific
טורבינות רוח Offshore להתמודד עם אתגרים ייחודיים המשפיעים על פעילות חיתוך וקיצוץ:
(FLT:0) תנאי אטמוספירפרי: 1FLT:1 Offshore אתרים בדרך כלל יש זעזוע נמוך יותר אבל מהירויות רוח גבוהות יותר ופרופילי צפיפות אוויר שונים מאשר במקומות החוף.זה משפיע על הברחת אופטימלית ובחירת מהירות חיתוך.
(FLT:0)Combined Wind-Wave Loading:03FLT) 1 Offshore טורבינות חייב לקחת בחשבון עבור תנועות מושרה גל ועומסים בנוסף לעומסי רוח.
(FLT:0) הגבלת גישה: 1FLT 1 Offshore תחזוקה הוא יקר ותלוי מזג אוויר.זה יוצר תמריץ נוסף לייעל את הפרמטרים לחתוך-in וקיצוץ-out כדי למזער הפסקות מיותרות תוך הבטחת אמינות גבוהה.
(FLT:0Salt and Corrosion: FLT:1 סביבות הנחתים קשים על חיישנים ורכיבים מכניים.יותר תכופים קוויים ומערכות מדידה חזקות, קורוזיון-resistant חיוני לשמירה על קיצוץ מדויק ופעולת חיתוך.
דרישות רוח קטנות ומציקות
בעוד שמרבית מאמר זה מתמקד בטורבינות בקנה מידה של תועלת, טורבינות רוח קטנות (תחת 100 קילוואט) יש שיקולים שונים:
(FLT:0)Simpler Control Systems: FLT:1lor טורבינות קטנות לעתים קרובות להשתמש מנגנוני בקרה פסיביים או סמי-פסיביים במקום שליטה פעילה במגרשים.זה משפיע על האופן שבו חתכים וחתכים-out יושמו – לעתים קרובות באמצעות מנגנונים פרושים או פשוט בלמים מהירים.
(FLT:0)Lower Cut-in Speeds:FearLT:1 טורבינות קטנות יכולות לפעמים להשיג מהירויות נמוכות יותר (2-3 מ'/s) בשל דרישות נמוכות יותר של החל מלמטה וייעלו אווירודינמיקה דלת-wind.
(FLT:0)סביבות נורמטיביות:FLT:1 טורבינות קטנות מותקנות לעתים קרובות בסביבות סוערות יותר (רופוכות, ליד מבנים) שבו תנאי הרוח הם משתנים מאוד.זה דורש קיצוץ חזק וניתוק לוגיקה כדי להתמודד עם תנודות מהירות.
(FLT:0) קוסטרינטים: FLT:1 , מערכות מדידה ובקרה מפוכחות לא יכולות להיות יעילות כלכלית עבור טורבינות קטנות, הדורשות גישות פשוטות יותר, חזקות יותר לניהול לחתוך וקיצוץ.
שיטות טובות ל- Wind Farm Operaors
פרוטוקולי מעקב
ניטור יעיל הוא חיוני כדי להבטיח קיצוץ במערכות תפקוד כראוי:
- (FLT:0) סקירת דייאלי: 1 בדוק נתונים של SCADA לאירועים חריגים או חיתוך, כולל תדירות, תזמון, תנאי רוח קשורים
- (FLT:0) ניתוח בשקיקה: 1FLT השווה ביצועים טורבינות ברחבי החווה הרוח כדי לזהות את החריגים שעשויים להצביע על קליברציה או בעיות מכניות
- [ה]דיווחים על נתונים סטטיסטיים: 0 [01]מונטית: 1FLT] יוצר דוחות על קיצוץ וקיצוץ בסטטיסטיקות, כולל זמן שהושקע במדינות תפעוליות שונות ובייצור אנרגיה על ידי מהירות רוח.
- (ב) עיין:0) ,Quarterly calibration Check:031) עיין דיוק חד-ממדי ומערכת בקרה
- (FLT:0 Annual מקיף Reviewהמחשה: 1FLT) אנליז מגמות ארוכות טווח בביצועים לחתוך וניתוק פרמטרים במידת הצורך.
לוח זמנים תחזוקה ו-Celbration
תחזוקה סדירה מבטיחה מערכות חיתוך וקיצוץ יישארו מדויקות ואמינה:
(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
- מדממים נקיים ברבעון או לעתים קרובות יותר בסביבות אבק / חרקים
- קלבראט מדי שנה באמצעות כלי התייחסות או הליכים של היצרן
- להחליף אמפרים כל 3-5 שנים או המלצות ליצרן
- חומרה עולה וכבלים לנזק או קורוזיה
◄ תחזוקת מערכת ניהול:0 (FLT:103)
- עדכון תוכנה לגירסאות האחרונות עם תיקון באגים ושיפורים
- בדיקות חירום מערכות נסגרות
- בדוק את זמני התגובה של מערכת המגרש ואת הדיוק
- בדוק את הפונקציונליות של מערכת הבלם ולהתאים במידת הצורך
◄ תחזוקת מערכת:0 (ב)
- Inspect ו lubricate נושאים עבור לוח הזמנים של היצרן
- מעקב אחר מצב תיבת הילוכים באמצעות ניתוח שמן ו ניטור רטט
- להבים אינspect לנזק ונקודות מובילות נקיות כדי לשמור על ביצועים אווירודינמיקה
- בדוק את מצב הנושא ופעולת
תיעוד ותיעוד ממשיכים
תיעוד מקיף תומך בקיצוץ יעיל וניהול חיתוך:
- לשמור רשומות מפורטות של כל פעילויות החשקה ותוצאות
- מסמך כל שינוי בפרמטרים לחתוך או לחתוך את ההגיון
- לשמור על יומני כל פעילויות תחזוקה המשפיעות על מדידה או מערכות בקרה
- נתוני SCADA לניתוח מגמה ארוך טווח
- אירועים יוצאי דופן (מזג אוויר קיצוני, הפרעות רשת, כשלים בציוד) שעשויים להשפיע על ביצועים ב/ביצועים של חיתוך
הדרכה וידע העברה
הבטחת צוות המבצעים להבין מערכות חיתוך וקיצוץ היא חיונית:
- לספק הכשרה מקיפה במערכות בקרת טורבינות ועקרונות תפעול
- צוות חינוך על החשיבות של מדידה רוח מדויקת ו calibration
- טכנאי רכבות לזהות סימנים לבעיות במערכת לחתוך /
- לפתח נהלי הפעלה סטנדרטיים להגיב להתנהגות בלתי רגילה
- יצירת תהליכי העברת ידע למניעת אובדן ידע מוסדי כאשר הצוות משנה
סליחות וסטנדרטים
סטנדרטים בינלאומיים
עיצוב טורבינות רוח, בדיקות ותפעול נשלטים על ידי סטנדרטים בינלאומיים, בעיקר סדרת IEC 61400:
(FLT:0)IEC 61400-1:FLT:1 דרישות עיצוב עבור טורבינות רוח, כולל הגדרות של מעמד הרוח, עומס וגורמי בטיחות המשפיעים על בחירת מהירות חיתוך.
(FLT:0)IEC 61400-12-1:FLT:1 Power מדידות, המציין כיצד למדוד ולאמת עקומות כוח טורבינות, כולל חיתוך וניתוק התנהגות.
(FLT:0)IEC 61400-22:FLT:1 Conformity Testing and Certification, קביעת הליכים לקביעת טורבינות אלה לעמוד בדרישות עיצוב כולל ניתוח לחתוך נכון וקיצוץ.
עמידה בסטנדרטים אלה נדרשת בדרך כלל עבור אישור טורבינות וניתן למנדט על ידי תקנות מקומיות או הסכמי מימון.
דרישות קוד
מפעילי רשת חשמל להטיל דרישות שיכולות להשפיע על פעילות חיתוך וקיצוץ:
- (FLT:0)Fault Ride-through:FLT:1eurs to Stay Connect in Network הפרעות ברשת עלולות להשפיע על נהלים של קיצוץ
- (ב) §0) ,0 (הפסקות של ההרחבה: 1) הגבלות על האופן שבו תפוקת הכוח במהירות יכולה להשתנות עשויה להשפיע על התנהגות מופחתת
- (FLT:0) תגובה עקבית: דרישות מינוף:1ir כדי להתאים את התפוקה בהתבסס על תדירות הרשת עלולות להתגבר על קיצוץ תקין / לוגיקה
- (FLT:0) יכולת כוח תגובתי: דרישות 1FLT כדי לספק תמיכה במתח עלולות להשפיע על טווחי הפעלה
מפעילי החווה של הרוח חייבים להבטיח את הפרוצדורות שלהם לחתוך וקיצוץ ללא ציות לקודים ברשת החלים תוך שמירה על בטיחות.
תקנות סביבתיות ובטיחות
תקנות שונות עשויות להשפיע על פעילות חיתוך וקיצוץ:
תקנות:0 (NeFLT:1) כמה סמכות שיפוטית להטיל גבולות רעש שעלולים לדרוש טורבינות לסגור או לפעול במצבי הפחתה מופחתת במהלך מספר פעמים, ביעילות ליישם תנאים של קיצוץ זמן בתנאים עצמאיים של מהירות רוח.
(FLT:0 WildLife Protection: FLT:1 תקנות הגנה על ציפורים או עטלפים עשויים לדרוש טורבינות להיסגר במהלך תקופות הגירה או כאשר מינים מסוימים מזוהים, מעל לוגיקה רגילה של חיתוך / סתום.
(FLT:0) בטיחות שימור: 1FLT:1 Turbines ליד שדות תעופה עשויים להיות הגבלות על פעילות בתנאים מסוימים או עשויים לדרוש תאורה מיוחדת וסימון המשפיעים על הליכים לחתוך / רדיפה.
תקנות FLT:0 (Shadow Flicker: FLT:1) הגבלת אפקטים של צל צל על מגורים סמוכים עשויים לדרוש השבתות בזמנים ספציפיים כאשר זווית השמש וכיוון הרוח יוצרים תנאים בעייתיים.
ניתוח כלכלי ואופטימיזציה של ביצועים
ניתוח אנרגיה
הבנת האופן שבו מהירויות חיתוך וחיתוך משפיעות על ייצור האנרגיה הוא חיוני עבור אופטימיזציה כלכלית.הייצור השנתי של אנרגיה (AEP) של טורבינת רוח תלוי במידה רבה בהפצה מהירה רוח באתר וכיצד הוא מתייחס לטווח ההפעלה של טורבינה.
עבור אתר טיפוסי עם התפלגות מהירות רוח של Weibull (מקור למקורות רוח), התרומה האנרגיה ממגוון מהירות רוח שונה משתנה באופן משמעותי:
- (ב) ייצור האנרגיה של LT:0) ,0 (Below Cut-in:FLT:1,001) , אך מהירויות רוח נמוכות אלה עלולות להתרחש 20-40% מהזמן באתרים רבים.
- (FLT:0)Cut-in כדי לדרג את המהירות:FreaLT:1) ייצור אנרגיה גדל במהירות; טווח זה תורם לעתים קרובות 40-60% של אנרגיה שנתית
- (FLT:0) , 000) , 000 של אנרגיה מתחדשת במהירות: תפוקה של כוח קונסטנטין 1 ; לתרום 30-50% של אנרגיה שנתית למרות התרחשות פחות לעתים קרובות
- ייצור:0 (Above Cut-out:FLT:1) אפס; בדרך כלל מתרחשת פחות מ-15% מהזמן ברוב האתרים.
אפילו שינויים קטנים במהירות חיתוך יכול להשפיע באופן משמעותי על AEP באתרים עם רוחות נמוכות תכופות.לדוגמה, צמצום מהירות הקיצוץ מ 4 מ'/s ל 3 מ' /s עשוי להגדיל את AEP ב -25% באתר דלת רוח נמוך, המייצג הכנסות נוספות משמעותיות על פני חיי הטורבינות.
אופטימיזציה של
הגורם הקיבולת של טורבינת רוח מוגדר כיחס של תפוקת החשמל הממוצעת לכוח התפוקה הדירוג של הגנרטור והוא אינדיקטור ליעילותו, והוא משמש להערכת ייצור האנרגיה הממוצע של טורבינת רוח הנדרשת למחקרי אופטימיזציה של sizing ועלויות.
מהירויות חיתוך וחיתוך-out משפיעות ישירות על גורם היכולת.A טורבינות עם מהירות מופחתת בקצב יפעיל יותר שעות בשנה, פוטנציאל להגדיל את יכולת הקיבולת. עם זאת, אם השעות הנוספות הן בתפוקה נמוכה מאוד של כוח, השיפור בגורם היכולת עשוי להיות צנוע.
אופטימיזציה של קיבולת דורש איזון:
- שעות פעילות (מהירות חיתוך נמוכה)
- תפוקה ממוצעת של חשמל במהלך המבצע (אשר עשוי לרדת במהירות נמוכה יותר)
- זמינות (החלל מחזורי התחלה מופרזים שעולים בזמן)
- חיים משותפים (פעולה אגרסיבית עשויה להפחית את הזמן בין תחזוקה גדולה)
החלטות השקעות ומודלים פיננסים
כאשר בוחנים פרויקטים של רוח או השוואת מודלים טורבינות, מהירויות חיתוך וחיתוך צריך להיחשב בזהירות במודלים פיננסיים:
(FLT:0)Revenue Projections:FLT:1ir השתמש בנתונים ספציפיים של רוח וסביבות כוח טורבינות (כולל מהירויות חיתוך וחיתוך) כדי לתכנן ייצור אנרגיה.אל להסתמך רק על הערכות היצרן, אשר עשוי להיות אופטימי.
עלויות ההחזקה:0 (FLT:1 Turbines עם מהירויות נמוכות מאוד של חיתוך נמוך עשוי לעלות עלויות תחזוקה גבוהות יותר עקב תכופים יותר של רכיב זה לתוך ניתוח עלות מחזור חיים.
(FLT:0) הסתברות של אמינות: FIRLT:1) להבטיח מודלים פיננסיים עבור זמן שהושקעו נסגר מעל מהירות חיתוך וכל וריאציות עונתיות בביצועים לחתוך / ב- חתכים.
(FLT:0Technology השוואת:FLT:103) כאשר השוואת מודלים טורבינות שונים, נורמליזציה להבדלים במהירויות חיתוך וקיצוץ על ידי חישוב ביצועים צפויים באתר הפרויקט הספציפי ולא השוואת יכולות בדירוג.
חיזוק שיקולים
כאשר חיזוק חוות רוח קיימות עם טורבינות חדשות, מהירויות חיתוך וחיתוך הם שיקולים חשובים:
טורבינות מודרניות בדרך כלל יש מהירויות נמוכות יותר מאשר מודלים ישנים, שעלולות לתפוס באופן משמעותי יותר אנרגיה מאותו משאב רוח.שיפור זה לבד יכול להצדיק חיזוק גם אם יכולת הדירוג אינה עולה באופן דרמטי.
טורבינות חדשות עשויות גם להיות מהירויות חיתוך גבוהות יותר או ביצועים גבוהים יותר, לכידת אנרגיה נוספת במהלך אירועי רוח חזקים בשילוב עם מהירויות נמוכות יותר, זה מרחיב את טווח התפעולי פרודוקטיבי בשני הקצוות.
כאשר בוחנים הזדמנויות להעצמה מחדש, השוו את עקומות הכוח המלאות של טורבינות קיימות ומוצעות, תוך מתן תשומת לב מיוחדת לביצועים בטווחי המהירות הרוח המתרחשים לעתים קרובות ביותר באתר.
יישום כללי Checklist
עבור אנשי מקצוע בתחום אנרגיית הרוח ליישם או לנסח מערכות חיתוך וקיצוץ, הסימון מספק מסגרת מעשית:
עיצוב ו- Specification Phase
- ביצוע הערכה מקיפה של משאבי רוח האתר עם לפחות שנה אחת של נתונים
- אנליז רוח מהירות מהירות התפלגות תדירות להבין את הזמן בילה במגוון רחב של פעולות
- להעריך מודלים טורבינות מרובים עם מהירויות לחתוך שונות לחתוך ו לחתוך
- חישוב צפוי ייצור אנרגיה שנתי עבור כל אפשרות באמצעות נתונים ספציפיים באתר
- שקול גורמים ספציפיים לאתר (מורכבות של טררן, סיכון מזג אוויר קיצוני, דרישות רשת)
- לבדוק אישורי טורבינות וציות לסטנדרטים החלים
- תיעוד היצרן על הליכים לחתוך וניתוק ולשלוט לוגיקה
התקנה וועדת
- בדוק התקנה נכונה ו calibration של כל ציוד למדידת רוח
- בדיקות חותכות ורצף קיצוץ בתנאים מבוקרים
- אימות כללי מערכת בקרת פרמטרים להתאים מפרטים עיצוב
- קביעת מדדי ביצועי בסיס להשוואה עתידית
- מסמך כל התצורה וההגדרות המובנות
- צוות התפעול של הרכבת במערכות ותהליכי חיתוך
- קבעו את המעקב של SCADA והזהירו באירועים של קיצוץ
פעולות מתמשך
- ביצוע חיתוך וקיצוץ ביצועים מדי יום באמצעות סקר SCADA
- לחקור כל דפוסים יוצאי דופן או רכיבה על אופניים תכופים
- לשמור על לוח זמנים קבוע של ציוד למדידת רוח
- לבצע תחזוקה מתוכננת על מערכות בקרה, מנגנוני חתונות, ו הבלמים
- אנליז מגמות ביצועים לטווח ארוך והתאמה של פרמטרים במידת הצורך
- מסמך כל השינויים וההשפעות שלהם על הביצועים
- Benchmark ביצועים נגד טורבינות דומות וסטנדרטים בתעשייה
- הישארו מודעים לעדכוני תוכנה ושיפורים במערכת הבקרה
מסקנה
חישוב וקידוד מהירויות חיתוך וחיתוך-out מייצג היבט קריטי של עיצוב טורבינות רוח ותפעול. פרמטרים אלה לקבוע באופן יסודי כאשר טורבינות יכולות לייצר כוח ביעילות וביעילות, השפעה ישירה הן ייצור אנרגיה וציוד ארוךevity. המהירות חיתוך-in היא המהירות המינימלית הנדרשת עבור טורבינות להתחיל לייצר כוח שימושי, בדרך כלל סביב 3 עד 4 מטרים לשנייה, בעוד חיתוך הוא המהירות המקסימלית בטוח, בדרך כלל, 25 מ"מ, אשר חייב למנוע נזק מכני כדי ירידה.
הבנת הגורמים המשפיעים על מהירויות אלה - החל מלהב אווירודינמיקה ומאפייני גנרטור ועד לגבולות מבניים ותנאים סביבתיים - מהנדסים ומפעילים פוטנציאליים לקבל החלטות מושכלות לגבי בחירת טורבינות, פיתוח אתרים ואופטימיזציה תפעולית.השיטות חישוב נעות מגישות תיאורטיות באמצעות משוואות כוח בסיסיות לשיטות אמפיריות המבוססות על בדיקות נרחבות ומדידות ספציפיות לאתר.
מערכות אנרגיית רוח מודרנית מעסיקות מערכות בקרה מתוחכמות שעושות באופן אוטומטי פעולות חיתוך וקיצוץ, ניטור מתמיד של תנאי רוח וביצוע רצפים מדויקים כדי למקסם את לכידת האנרגיה תוך שמירה על בטיחות.מערכות אלה חייבות לאזן מטרות מתחרות: לתפוס אנרגיה מתנאי רוח שוליים לעומת הימנעות מלבוש מופרז מרכיבי אופניים תכופים, ולפעול ככל האפשר ברוח גבוהה לעומת הבטחת שולי בטיחות נאותים.
עבור מפעילי החווה הרוח, הקמת פרוטוקולים ניטור חזקים, שמירה על מערכות מדידה מדויקות, ולאחר שיטות הטובות ביותר עבור calibration ותחזוקה הם חיוניים כדי להבטיח קיצוץ במערכות הפעלה כפי מיועד לאורך כל החיים התפעוליים של טורבינה.ניתוח רגיל של נתונים ביצועים עוזר לזהות בעיות מוקדם תומך באופטימיזציה מתמשכת.
בעוד שטכנולוגיית אנרגיית רוח ממשיכה להתקדם, אנו יכולים לצפות לשיפורים נוספים בביצועים בחיתוך ובחיתוך באמצעות חידושים בעיצוב להב, מערכות בקרה, חומרים ואלגוריתמים חיזוי.ההתקדמות הזו תאפשר לטורבינות לפעול במהירויות רוח רחבות יותר תוך שמירה על בטיחות ואמינות, לתרום לצמיחה מתמשכת ותחרותיות של כוח הרוח.
בין אם אתם מתכננים פרויקטים חדשים של רוחות, תפעול מתקנים קיימים, או פשוט מחפשים להבין פרמטרים קריטיים אלה, תפיסה יסודית של מהירויות חיתוך חיתוך וחיתוך-out ואת החישוב שלהם מספק את הבסיס לפיתוח אנרגיית רוח מוצלחת. על ידי בזהירות בהתחשב בגורמים אלה וליישם את התרגילים הטובים ביותר המפורטים במדריך זה, אנשי רוח יכולים לייעל ביצועים, בטיחות, למקסם את הערך של השקעות רוח.
משאבים נוספים
עבור אלה המבקשים להעמיק את הבנתם של מהירויות חיתוך טורבינות רוח וחיתוך, כמה משאבים יקר זמינים:
- (הועדה האלקטרונית הבינלאומית לאלקטרוטכנית (IEC): IRLT:1 , Access to IEC 61400 סטנדרטי סדרה מספק הדרכה סמכותית בעיצוב טורבינות רוח ודרישות בדיקה ב-FLT:2https: www.ic.chcioFLT 3:3
- (הופנה מהדף National Renewable Energy Laboratory (NREL): ההרחבה של מחקר חדשני, נתונים וכלים לניתוח אנרגיית רוח ב-FLT:2https: www.nrel.gov/wind/uaFLT 3
- (ב) משרד טכנולוגיה לאנרגיה (U.S. Department of Energy:FLT:1 Information on Wind Energy Research, Development andפריסה ב-FLT:2https: www. Energy.gov/eere/windveFLT 3
- (הופנה מהדף אירופה Wind Energy Association:FLT:1 Industry Perspectives and Technical Resources at the FLT:2 ,https: www.wind Europe.orgirFLT 3: 3)
- (הופנה מהדף US Wind Energy Association:FLT:1 Industry Data, מדיניות מידע ומשאבים טכניים ב-FLT:2https: www.awea.orgirFLT 3: 3
על ידי מינוף המשאבים האלה לצד המידע המקיף המסופק במדריך זה, אנשי אנרגיית רוח יכולים להמשיך לקדם את הידע שלהם ולתרום אופטימיזציה מתמשכת של טכנולוגיית אנרגיית אנרגיית אנרגיית רוח.