Giriş: Uzak Rüzgar Enerjisinin Meydanlaştırılması

Uzak konumlar için rüzgar türbinleri geleneksel onshore ve deniz yaklaşımlarından temel bir değişim talep eder.Ves'te bir dağ sırt çantasına monte olsun, Kuzey Denizi'nde yüzer bir platform veya Alaska'daki donmuş tundra'nın güvenilirliği, bu tür arsalar, tamamen bu güce bağlı olmayan tesislerle çalışmalıdır.Bu nedenle, on binlerce dolarlık bir bakım yolculuğu ve hava durumu ile birlikte gecikmiş haftalar için planlanmalıdır.

Uzak Çevreyi Anlamak

Çevresel Stresçiler

Uzak türbinleri Dünya'daki en sert koşullardan bazılarıyla karşı karşıyadır. Coastal ve deniz türbinleri tuz spreyi, yüksek nem ve kalıcı korozyon. Arctic tesisatları savaş buzları bıçakları, mekanik bileşenlerin dondurulması, aşırı düşük sıcaklıklar, ambrittle ortak malzemelerinin her biri, Desert türbinlerinin öne sürdüğü ve tasarımda açıkça ele alınmadığı başarısızlıkların olasılığını artırır.

Accessability and Logistics

Fiziksel erişim, aşırı kısıtlayıcıdır. Türbinler sadece helikopter, tekne veya buz mevsimsel yollarla ulaşılamaz.Hazırlık ekipmanı, ve personel, haftalar boyunca yerinde kalmak için gerekli olabilir.Böyle bir ortamdaki hatalı tasarımcılar sadece pahalı değildir - bu nedenle tüm başarısızlık modlarını ortadan kaldırmak için imkansız olabilir.

Yüksek Güvenilirlik için Temel Tasarım İlkeleri

Malzeme Bilimi ile Durability

Malzeme seçimi, ağırlama ve yorgunluk için karbon-fiber spars'ı daha fazla kullanıyor. - Evlatlı konutlar, gelişmiş cam-fiber kompozitleri UV-yerel yüzeylere dayanıklı jel ceketleri ve poliurethane önde gelen koruma süresine sahip. Offshore Türbinler, karbon-fiber spars'ı daha fazla ağırlık ve yorgunluk için kullanıyor. - Nacelle konutları fiber-enfeksiyonları, yüksek sıcaklık aralığı için derecelendiriliyor.

Mekanik Mimariyi Basitleştirmek

En etkili güvenilirlik iyileşmesi hareket eden parçaları azaltır. Rüzgar türbinleri sürücüleri geleneksel olarak yüksek hızlı bir jeneratörle donatılmıştır.The box is a common failure point. the industry changing to require theÖRT:0)y-drive kalıcı mıknatıs jeneratörleri tamamen ortadan kaldırır, yüzbaşı milleri ortadan kaldırır ve lubricated arabirimleri içerir. Doğrudan sürücü sistemleri daha az bileşene sahiptir, daha düşük titreşime ve hiçbir şanzıman yağı gerektirir.

Kes ve Koruma Sistemleri

Kirişleri korumak kritiktir. Nacelles, tuzlu veya tozların ingremesini önlemek için filtrelenmiş hava ile olumlu bir şekilde baskılanmalıdır. Tüm kablo penetrasyonları deniz seviyesinin yüksek katıyla mühürlenir ve yaw yataklar birden çok laboratuvarlı mühürler ve yağlar kullanır. Offshore Türbinler bazen de serzenişlemler içerir.

Uzak Operasyon için Drivetrain'ı Adapting the Drivetrain for Distance Operation

Doğrudan-Drive Jeneratörs

Doğrudan sürücü senkronizasyonu kalıcı mıknatıslarla jeneratörler birçok uzaktan kurulum için tercih edilen seçim haline geldi. Geniş bir hız aralığında yüksek verimlilik sunuyorlar, tam güç dönüşümü sağlar ve jeneratörlü ses çıkarırlar. jeneratörü gibi büyük çaplı yükler (10-20 rpm), sentrifugal güçleri bıçaklar üzerinde azaltırlar.

Şafa Reliability İyileştirmeler

Maliyet veya ağırlık kısıtlamalarının bir dişlili sürücüyü diktiği siteler için, şanzıman tasarımındaki gelişmeler hayatta kalma oranlarına sahiptir. Modern şanzımanlar, aşırı yükleme olaylarının azaltılması için iki katın daha fazla dahil edilmesini sağlar.Ancak bu gelişmelerle birlikte, şanzımanlar, devir izlemenin en iyi 5 nedeni ile kalır.).

Power Electronics ve Soğutma

Operatörler, inverterler ve kontrol kabinleri ısıya duyarlıdır, nem ve toz. Uzaktan Türler genellikle hava hava hava ile kapalı hava veya sıvı-to-liquid ısı değiştiricileri ile soğutmalıdır. Hiçbir fanacitörler ve IGBT modülleri yüksek sıcaklık işlemine kadar bir türe sahip olabilir.

Rotor Blade ve Saha Sistemi

Bıçak malzemeleri ve Erosion Koruma

Yağmur damlalarından gelen öncü erozyon, kum ve buz, yüksek çözünürlük siteleri için bıçak aerodinamik verimliliğini azaltabilir. Bazı üreticiler şimdi malzeme kaybının gömülü bir fiber optik ağ aracılığıyla rapor edilmesi zor.Bu nedenle, bıçaklar, kalın jel kaplamaları ile üretilir, poliurethane kasetleri veya hatta metalik önde gelen siteler için ağırlanır.

Pasif vs. Active Saha Kontrolü

Saha kontrolü güç ayarlaması için bıçak açısı sağlar. Aktif hidrolik perde sistemleri yaygındır, ancak taşıyıcılar, pompalar ve güç kaybı için hortumlar gerekir. uzak türbinler için,TELFLT:0)Köpücük zeminler) kırmızı yedek motorlar ve bataryalar daha güvenilirdir. Başarısız güvenli sistemler, tamamen güç kaybına yol açan yüklere karşı ilkbaharlar veya yerçekimine bağlıdır.

Aydınlatma ve Buz Davası

Buzlar aerodinamikleri bozar ve projektilleri dökebilir. soğuk iklimlerdeki uzak türbinlerin bıçağı ısıtma (resist veya sıcak hava) entegre edilmesi, buzun sıcaklık-humidity sensörleri tarafından tespit edildiğinde otomatik olarak gerekli olan bakımlara ihtiyaç vardır. Benzer şekilde, havacılık uyarı ışıkları otomatik parlaklık kontrolü ve kırmızı devreleri ile LED dizileri vardır.

Tower and Foundation Strategies

Tower Design

Tubular çelik kuleleri standarttır, ancak uzak siteler için tasarımcılar ulaşım edilebilirliği optimize edebilir. Bölüm kuleleri birlikte maksimum segment uzunluğu azaltır. Yüksek rüzgar veya sismik bölgeler için, [[Üyeretim kuleleri) daha hafiftir ve daha küçük vinçlerle inşa edilebilir. ancak lattice kuleleri daha fazla cıvatalı bağlantı ve periyodik re-torkasyon gerektirir. Soğuk bölgelerde kuleler kondensasyon ve buz inşasını önlemek için içeride yapılır.

Extreme Koşulları Vakfı

Arazide beton yerçekimi temelleri büyük kazı ve beton dökmeleri gerektirir - uzak alanlarda pratik. yerine, tasarımcılar dikme alanı (Döneysel)[Döneysel demirler [Düzücüler, yüksek miktarda çelik ızgaralar, sert zeminde monte edilmiş beton segmentler için).Enverterli rüzgar çiftliği, deniz kenarındaki zemini kullanarak taşar.

Akıllı Operasyonlar ve Bakım (O&M)

Uzaktan İzleme Sistemleri

Modern türbinleri yüzlerce sensörle araçlanır: Uzak ayarlarda hızlanan modeller, bıçaklarda ısıtılır, yüksek titreşimli bir akışla birlikte ısıtılır. Operatör SCADA (Superviz Control and Data Acquisition) sistemlere göre ısıtılabilir.Bulutlamalar, uzaktan kumandalar, uydu iletişim araçları, tahmin edilen davranışlarda sapmalar.[T:1) Örneğin, yüksek titreşimli bir uyarı ile birlikte ısıtıcı bir şekilde bir araya gelir.

Tahmin edici Bakım ve Makine Öğrenme

Makine öğrenme modelleri, mevcut yararlı bileşenleri tahmin etmek için tarihsel verileri sindirebilir. Bir model, bir sahaya sahip olmanın bir spall geliştirdiğini ve başarısızlıktan 30 gün önce sahip olduğunu gösterebilir. Operatör, bir sonraki iyi hava penceresi için bir ekip sipariş edebilir, kameralarla kameraları görsel incelemeler yapar ve kuleye ihtiyaç duyar. Bazı projeler, mayınlı sualtı araçlarını kullanarak deniz muayenesi için kullanabilir.

Hızlı onarımlar için modülerlik

Modüler tasarım uzaktan sitelerde kar kar kar karga öder. Bir dönüştürücü modül başarısız olursa, tüm birim bir devrede sorun giderme yerine iki saat içinde takas edilebilir. kötü modül bir atölyeye geri döndü. Nacelles önceden monte edilmiş ve birkaç yüksek değerli modül (vücutlu) ile fabrikada test edilmiş.

Gerçek Dünya Uygulamaları: Vaka Çalışmaları

Offshore Wind Farms

İngiltere Kuzey Denizi'nde Bir Hornsea Projesi, en büyük deniz rüzgar çiftliklerinden biri, 174 Siemens Gamesa 7 MW Türlümler. Access, mürettebat transfer gemisi veya helikopterle yapılır. Bakım ekipleri bir süre boyunca bir offshore konaklama platformu üzerinde evlenir.[Dönemli) jeneratörler, gelişmiş bıçak kaplamaları ve tam SCADA entegrasyonu için nasıl tasarlanır.

Arctic Installations

Kotzebue, Alaska, bir rüzgar çiftliğinde EWT (Endurance) türbinleri için derecelendirilmiştir.Bu, soğuk hava paketlerini içerir: bıçak ısıtma, ısıtmalı şanzıman yağı ve kutup geceleri sırasında planlanan bakım.

Dağlık Onshore

İsviçre Alpleri'nde, Jungfrau demiryoluna yakın, tek 2 MW türbini 3800 metrede kuruldu. Access is via cable car and a short round. The Türbin uses a direct-drive jeneratör (reksiyon parçaları) and a hafif kompozit tower. Tüm bileşenlerler helikopter tarafından kaldırılmıştır.

Low-Maintenance Design'da Future Yol

Dijital Twins

Dijital ikiz - gerçek zamanlı sanal türbin kaynağı – senaryoları simüle etmek ve gerçekleşmeden önce davranışları tahmin etmek için operatörlerin. Uzak türlerdeki modeller için, bu, fiziksel varlık riski olmadan yaklaşan fırtına için kontrol stratejileri anlamına gelir. Digital twins ayrıca bakım aralıklarına yardımcı olur.(FLT:0) Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı (NREL)).

Kendi kendine özgü malzemeler

Kendi kendini kınayan polimerler, önümüzdeki on yıl boyunca mikrokökezleri bıçak kaplamaları veya yalıtımda mühürleyebilir. Manyetik form-memory alaşımları yorgunluktan sonra yeniden formlayabilirler.Laboratuvarlarda hala laboratuarlarda, bu malzemeler insan müdahalesi olmadan bileşeni uzatmaya söz verir. Önümüzdeki on yıl içinde, uzaktan türbinler kendini şekillendirebilir.

Entegre Enerji Depolama Depolama Depolama

Bir uzaktan rüzgar türbinini batarya depolama veya yeşil hidrojen üretimi ile birleştirmek, şebekeye uygun görevlerden gelen türdeki kaynaklarla ısıtılabilir. Shetland Adaları gibi yerlerdeki Microgrids, kule temelleri için ağırlık olarak hizmet eden batarya konteynerleri ile eşler.Bu entegrasyon daha basitleştirici bir nesile yüklenerek O&M'yi azaltabilir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Uzak yerlerdeki minimum bakım için rüzgar türbinleri tasarlanmak, sistem düzeyinde mühendislikte titiz bir egzersizdir.Her bileşen, jeneratör tipine bıçak kaplamadan jeneratöre veya güvenilmez ağ uzantılarına bağlı olarak, teknoloji ilerlemelerine – dijital ikizlerden, gelişmiş malzemelere kadar – bu yaklaşımın vizyonu – artık güvenilir, maliyetle yenilenebilir enerji.Herhangi bir enerji projesine bağlı olarak, güvenilir olmayan sistemlere veya güvenilir olmayan sistemler için.In technology recoverys - Dijital ikizlerden-healing material-the vision of “set and forget türbini” vizyonu, her zaman daha temiz hale gelir.