የያው ሲስተም በነፋስ ተርባይኖች ውስጥ ያለው ጠቀሜታ
የንፋስ ኃይል ወደ ንፁህ እና ዘላቂ የኤሌክትሪክ ምንጮች የሚደረገውን የኃይል ሽግግር ከሚያስችሉት ዋና ዋና ምክንያቶች አንዱ ሆኗል። ከቀላል የሚመስለው የንፋስ ተርባይን - ረጅም ግንብ፣ ናሴሌ እና ሶስት ሮተር ቢላዎች - በስተጀርባ ተርባይኑ የንፋስ ኃይልን በብቃት እና ደህንነቱ በተጠበቀ ሁኔታ እንዲይዝ የሚያስችሉ ውስብስብ የሜካኒካል፣ የኤሌክትሪክ እና የቁጥጥር ስርዓቶች ስብስብ አለ። ብዙውን ጊዜ ችላ የሚባል ነገር ግን ለተርባይን አፈፃፀም ወሳኝ የሆነው የያው ሲስተም ነው። ይህ ስርዓት ሮተሩን ከነፋስ ጋር በማያያዝ ተርባይኑ ጥሩ ኃይል እንዲያመነጭ በማድረግ ያልተመጣጠነ ጭነት በመኖሩ የጉዳት አደጋን በመቀነስ ረገድ ኃላፊነት አለበት።
የጃው ስርዓት ምንድን ነው?
በቀላል አነጋገር፣ ዋው ማለት የናሴል (የተርባይኑ ዋና አካል መኖሪያ) በማማው ቋሚ ዘንግ ዙሪያ የሚሽከረከር እንቅስቃሴ ሲሆን ይህም የሮተር አቅጣጫ በነፋስ አቅጣጫ ላይ ከሚደረጉ ለውጦች ጋር እንዲስተካከል ያስችለዋል። ምክንያቱም በመስክ ውስጥ ያለው የንፋስ አቅጣጫ ሁልጊዜ ቋሚ ስላልሆነ - በዝግታ ሊለወጥ፣ በድንገት ሊቀየር ወይም በሁከት ምክንያት ሊወዛወዝ ይችላል - ተርባይኖች ነፋሱን "መከተል" የሚችል ዘዴ ያስፈልጋቸዋል። የያው ስርዓት የሚመጣው እዚህ ላይ ነው።
በዘመናዊ አግድም-ዘንግ የንፋስ ተርባይኖች (HAWTs) ውስጥ፣ የያው ሲስተም በተለምዶ በርካታ ዋና ዋና ክፍሎችን ያቀፈ ነው፡- የያው ተሸካሚ፣ የያው ድራይቭ (ያው ሞተር/አክቲተር)፣ የያው ብሬክ፣ የንፋስ ቫን እና አኔሞሜትር፣ እና ተርባይኑ መቼ እና ምን ያህል ርቀት መሽከርከር እንዳለበት የሚያስል መቆጣጠሪያ። ይህ የሜካኒክስ እና የመቆጣጠሪያዎች ጥምረት ናሴል ሮተሩ በተቻለ መጠን ትንሽ ልዩነት ሳይኖረው ነፋሱን እንዲመለከት በዝግታ እንዲሽከረከር ያስችለዋል።
ሮተሩ የሚመለከተው አቅጣጫ ለምን በጣም አስፈላጊ ነው?
የንፋስ ተርባይን አፈፃፀም በተሳሳተ አቀማመጥ (በእውነተኛው የንፋስ አቅጣጫ እና በሮተሩ የፊት አቅጣጫ መካከል ያለው ልዩነት) በእጅጉ ይጎዳል። ሮተሩ ነፋሱን በትክክል ካላየ፣ የነፋሱ የተወሰነ ኃይል አይያዝም። በአጠቃላይ፣ የተሳሳተ አቀማመጥ በጨመረ ቁጥር የኃይል ውፅዓት መቀነስ ይጨምራል። በተጨማሪም፣ የተሳሳተ አቀማመጥ በብላቶቹ፣ በመሃል እና በናሴል መዋቅር ላይ ያልተመጣጠነ የአየር እንቅስቃሴ ጭነቶችን ይጨምራል።
በተመቻቸ ሁኔታ ውስጥ፣ ሮተሩ ነፋሱን ቀጥ ብሎ ይመለከተዋል፣ ይህም የአየር ፍሰት የሮተሩን የመጠምዘዣ አውሮፕላን ላይ ከፍተኛ ተጽዕኖ እንዲያሳርፍ ያስችለዋል። ሮተሩ ሲዛባ፣ ውጤታማው የንፋስ ፍጥነት ክፍል ይቀንሳል። ይህ የኃይል ምርትን ከመቀነስ በተጨማሪ ንዝረትን፣ ጫጫታ እና ሜካኒካል ጭንቀትን ይጨምራል፣ ይህም የቁሳቁስ ድካምን ያፋጥናል።
የኢነርጂ ምርትን በማመቻቸት ረገድ የያው ሲስተም ሚና
የያው ሲስተም ወሳኝ እንደሆነ ከሚታሰብባቸው ዋና ዋና ምክንያቶች አንዱ የኃይል ምርትን ከፍ ለማድረግ ያለው አስተዋጽኦ ነው። በነፋስ እርሻ ደረጃ፣ በጥቂቱ መቶኛ ብቻ የሚቆጠር የቅልጥፍና ልዩነት ከ20-25 ዓመታት የተርባይኑ የህይወት ዘመን ጋር ሲነጻጸር በገቢ ላይ ከፍተኛ ልዩነት ሊፈጥር ይችላል።
ምላሽ ሰጪ እና ትክክለኛ የሆነ የያው ስርዓት የነፋስ አቅጣጫ ቢቀየርም እንኳን አነስተኛ የሆነ የተሳሳተ አቀማመጥን ሊይዝ ይችላል። መቆጣጠሪያው በተለምዶ እንደ ከመጠን በላይ የሆኑ የያው እንቅስቃሴዎችን (ይህም መልበስን ሊያፋጥን ይችላል) ማስወገድ ያሉ የተወሰኑ ስልቶችን ይጠቀማል፣ በተመሳሳይ ጊዜ ደግሞ የማዛወር አንግልን ተቀባይነት ባለው ገደብ ውስጥ በመጠበቅ። በሌላ አነጋገር፣ የያው ስርዓት ሁለት ዓላማዎችን ማመጣጠን አለበት፡ ከፍተኛ ኃይል ማመንጨት እና ያለጊዜው የአካል ክፍሎች መበላሸትን ለመከላከል የእንቅስቃሴዎችን ድግግሞሽ መቀነስ።
በተግባር፣ የያው መቆጣጠሪያ ብዙውን ጊዜ የተወሰነ ገደብን ግምት ውስጥ ያስገባል፡ ተርባይኑ መንቀሳቀስ የሚጀምረው የነፋስ አቅጣጫ መዛባት ከጥቂት ዲግሪዎች ሲያልፍ እና የነፋሱ ሁኔታ በበቂ ሁኔታ ሲረጋጋ ብቻ ነው። አለበለዚያ ተርባይኑ ያለማቋረጥ "ማደን" ይችላል፣ ይህም ማለት በተለዋዋጭ የንፋስ አቅጣጫ ምክንያት ወደ ኋላ እና ወደ ፊት ያዛባል።
የማገዶ ስርዓት እና የቱርቢን መዋቅራዊ ጥበቃ
ምርትን ከመጨመር በተጨማሪ፣ የማወዛወዝ ስርዓቱ ለተርባይኑ መዋቅር የደህንነት መለኪያ ሆኖ ያገለግላል። ለረጅም ጊዜ አለመመጣጠን ጎጂ የሆኑ የዑደት ጭነቶችን ሊያስከትል ይችላል። የሮተር ቢላዎቹ ያልተመጣጠነ የኃይል ስርጭት ሊያጋጥማቸው ይችላል፣ ይህም ተጨማሪ የማጠፍ ጊዜዎችን እና ማሽከርከርን ያስከትላል። እነዚህ ጭነቶች ወደ ዋናው ዘንግ፣ የማርሽ ሳጥን (ካለ)፣ ጀነሬተር እና ወደ ግንቡ እንኳን ይተላለፋሉ።
የያው ሲስተም በቁልፍ ክፍሎች ውስጥ የድካም እድልን ለመቀነስ ይረዳል። ሮተሩ ከነፋስ ጋር የበለጠ የተጣጣመ በመሆኑ፣ የአየር ሞገድ ኃይሎች የበለጠ ሲሜትሪክ ይሆናሉ፣ ይህም በመዋቅሩ ላይ ያለውን ንዝረት እና ውስጣዊ ውጥረትን ይቀንሳል። በአስተማማኝነት ምህንድስና አውድ ውስጥ፣ ጥሩ የያው ስርዓት ማለት ረዘም ያለ የክፍሉን ዕድሜ፣ ዝቅተኛ የጥገና ድግግሞሽ እና የመቆያ ጊዜ መቀነስ ማለት ነው።
የጃው ስርዓት ዋና ዋና ክፍሎች እና እንዴት እንደሚሰሩ
1. የንፋስ ቫን ዳሳሽ፡- ከናሴሌው ጋር ሲነጻጸር የንፋስ አቅጣጫን ይለካል። ይህ መረጃ እንደ የቁጥጥር ግብዓት ወሳኝ ነው።
2. መቆጣጠሪያ፡ የዳሳሽ መረጃን ያካሂዳል እና የ yaw ትዕዛዞችን ይወስናል። በተለምዶ መቆጣጠሪያው ከመጠን በላይ እንቅስቃሴን ለመከላከል በገደብ ላይ የተመሠረተ አመክንዮ፣ ማጣሪያዎች እና የጊዜ መዘግየቶችን ይተገብራል።
3. የማገዶ ድራይቭ፡- ናሴልን በማርሽ በኩል የሚያሽከረክር ኤሌክትሪክ ሞተር (አንዳንድ ጊዜ በርካታ ክፍሎች)። በርካታ ሞተሮችን መጠቀም ጭነቱን ለማሰራጨት እና የድግግሞሽ መጠንን ለመጨመር ይረዳል።
4. የማገዶ መሸከም፡- ናሴሉ በማማው አናት ላይ እንዲሽከረከር የሚያስችል ትልቅ፣ የቀለበት ቅርጽ ያለው መሸከም። ይህ ትልቅ ጭነትን የሚደግፍ ወሳኝ አካል ነው።
5. የጃው ብሬክ፡- ናሴሉን በነፃነት እንዳይሽከረከር የሚቆልፍ ብሬክ። ይህ ብሬክ ተርባይኑ በማይስተካከልበት ጊዜ መረጋጋትን ለመጠበቅ አስፈላጊ ነው።
የማወዛወዝ ስርዓቱ ጭንቅላቱን ከሚያዞር “አንገት” ጋር ሊመሳሰል ይችላል፣ ሮተሩ ደግሞ ሁልጊዜ የንፋስ ምንጭን የሚመለከት “ፊት” ነው።
ተግዳሮቶች፡- እርጅና፣ ጥገና እና የማገዶ ውድቀት
ከባድ ሸክሞችን ስለሚሸከም እና በአስቸጋሪ አካባቢዎች ስለሚሰራ - ከፍተኛ ንፋስ፣ የሙቀት መጠን መለዋወጥ፣ እርጥበት እና ዝገት - የማገጃ ስርዓቱ ለመበስበስ እና ለመቀደድ የተጋለጠ ነው። አንዳንድ የተለመዱ ችግሮች የሚከተሉትን ያካትታሉ፡
– በተደጋጋሚ በሚሰራበት ጊዜ እና በቂ ቅባት ባለመኖሩ ምክንያት የሚፈጠረው የማርሽ እና የመሸከሚያ መበላሸት።
- ከመጠን በላይ ጭነት ወይም በኤሌክትሪክ ብልሽት ምክንያት የሞተር ጉዳት።
- የያው ብሬክ ችግር መንሸራተት ወይም ያልተረጋጋ መቆለፊያ ያስከትላል።
- ተርባይኑ የተሳሳተ ነፋስ እንዲጋፈጥ የሚያደርጉ የዳሳሽ ስህተቶች፣ ምርትን የሚቀንሱ እና ጭነትን የሚጨምሩ ናቸው።
ስለዚህ፣ እንደ የንዝረት ትንተና፣ የቅባት ፍተሻ እና የሞተር የሙቀት መጠን ክትትል ያሉ ትንበያ ጥገናዎች በኢንዱስትሪው ውስጥ አስፈላጊ ተግባራት ሆነዋል። ብዙ ዘመናዊ ተርባይኖች በእውነተኛ ጊዜ የYaw አፈጻጸምን ለመከታተል የSCADA ስርዓቶችም የተገጠሙ ናቸው።
በንፋስ እርሻ ስራዎች ላይ ያለው ተጽእኖ
በነፋስ እርሻ ደረጃ፣ የያው ሲስተም የግለሰብ ተርባይኖችን ብቻ ሳይሆን በመንካት ተፅዕኖ (በነፋስ ጥላ) መካከል ያለውን መስተጋብርም ይነካል። ነፋሱን በአግባቡ የማያይ ተርባይን የተለየ ንቃት ሊፈጥር እና ከኋላው ያሉትን ተርባይኖች ሊጎዳ ይችላል። አንዳንድ የአሠራር ስልቶች የንቃት መሪን እንኳን ይጠቀማሉ፣ ሆን ተብሎ የንቃት መሪን በመጠቀም የንቃት እርሻውን አጠቃላይ ምርት ለመጨመር ከሌሎች ተርባይኖች ለማራቅ ዋቹን በትንሹ በማስተካከል። ይህ የሚያሳየው ዋው "የአቅጣጫ ቅንብር" መሳሪያ ብቻ ሳይሆን በእርሻ ደረጃ ማመቻቸት ውስጥ ስትራቴጂካዊ አካልም መሆኑን ነው።
ከሲምፑላን
የያው ሲስተም ብዙ ጊዜ ችላ የሚባል ቁልፍ አካል ቢሆንም፣ የንፋስ ተርባይን በብቃት እና ደህንነቱ በተጠበቀ ሁኔታ ኤሌክትሪክ በማመንጨት ረገድ ስኬታማ ለመሆን ወሳኝ ነው። ሮተሩን ከነፋስ ጋር በማያያዝ፣ የያው ሲስተም የኃይል ምርትን ይጨምራል፣ የመዋቅር ጭነቶችን ይቀንሳል፣ የክፍሎች መበላሸትን ይቀንሳል፣ እና ረጅም የተርባይን የስራ ዘመን ያረጋግጣል። በታዳሽ ኃይል ውስጥ ቅልጥፍና፣ አስተማማኝነት እና የአሠራር ወጪዎች ቅድሚያ የሚሰጣቸው ነገሮች በሆኑበት ዘመን፣ የያው ሲስተም ዲዛይን እና ቁጥጥር ጥራት ወሳኝ ነገሮች ናቸው። በሌላ አነጋገር፣ የሮተር ቢላዎች የንፋስ ኃይልን የሚይዙ "እጆች" ከሆኑ፣ የያው ሲስተም እነዚያ እጆች ሁልጊዜ በተመቻቸ ሁኔታ እንዲሰሩ የሚያረጋግጥ "መመሪያ" ነው።
