Системаи Yaw дар турбинаҳои бодӣ ва бартариҳои он
Энергияи бод ба як рукни муҳим дар гузариш ба манбаъҳои тозатари энергия табдил ёфтааст. Дар паси парҳои ба назар соддаи турбинаи бодӣ, системаҳои гуногуни идоракунӣ кор мекунанд, то турбина энергияи бодро ба таври оптималӣ ва бехатар ба даст орад. Яке аз муҳимтарин системаҳо системаи чархзанӣ мебошад. Ин система барои самт додани гондола (корпуси муҳаррик) ва ротор барои ҳамеша ба самти шамол нигаронида шудааст. Бе системаи дуруст коркунандаи чархзанӣ, турбина самаранокии худро гум мекунад, фишори аз ҳад зиёди механикиро аз сар мегузаронад ва эҳтимолан бармаҳал аз кор мемонад. Дар ин мақола системаи чархзанӣ чист, он чӣ гуна кор мекунад, ҷузъҳои асосии он ва манфиатҳои он ба самаранокӣ ва мӯҳлати кори турбинаи бодӣ баррасӣ мешаванд.
Фаҳмидани системаи чархзанӣ дар турбинаҳои бодӣ
Ба таври оддӣ, чархзанӣ ҳаракати гардиши турбина дар атрофи меҳвари амудии он барои танзими мавқеи ротор нисбат ба самти шамол аст. Ҳадафи асосӣ ин аст, ки дар аксари турбинаҳои муосир ротор ба самти шамол (ба самти шамол) нигаронида шавад ва парҳо ҷараёни ҳавои яксонро қабул кунанд ва қувваи максималӣ истеҳсол кунанд. Вақте ки ротор бо самти шамол (нодуруст ҷойгиршавии чархзанӣ) мувофиқат намекунад, як қисми энергияи шамол беҳуда сарф мешавад ва қувваҳои аэродинамикӣ номутавозин мегарданд.
Аксари турбинаҳои бодии миқёси коммуналӣ системаҳои фаъоли гардиш доранд, бахусус турбинаҳои бодии меҳвари уфуқӣ (HAWT). Дар турбинаҳои хурдтар, гардиш баъзан ғайрифаъол аст ва барои ба таври табиӣ идора кардани ротор ба самти шамол аз қафои дум истифода мешавад, аммо ин равиш одатан барои турбинаҳои калонтар аз сабаби талаботи дақиқӣ, сарбориҳои сохторӣ ва омилҳои бехатарӣ нокифоя аст.
Чаро турбина бояд ҳамеша ба самти шамол нигаронида шавад?
Шамол динамикӣ аст: самт ва суръати он аз сабаби топография, турбулентӣ, фарқияти ҳарорат ва таъсири биноҳо ё дигар турбинаҳо ба нерӯгоҳи бодӣ тағйир меёбад. Вақте ки турбина ба самти шамол нигаронида нашудааст, кунҷи бархӯрди шамол ба ротор аз ҳадди ақал камтар аст. Таъсирҳо инҳоянд:
1. Кам кардани қувва: Нодуруст ҷойгиркунӣ боиси коҳиши коэффитсиенти қувва мегардад. Дар шароити муайян, инҳирофи танҳо чанд дараҷа метавонад истеҳсоли солонаи энергияро кам кунад.
2. Бори нобаробар: Пропеллер қувваҳои носимметриро қабул мекунад, ки бо ин васила хастагии маводро дар теғ, марказ, гондола ва бурҷ зиёд мекунад.
3. Ларзиш ва садо: Ҷараёни нобаробар метавонад турбулентии маҳаллиро дар ротор афзоиш диҳад ва боиси ларзиш ва садои баландтар гардад.
4. Хатари осеб дидани ҷузъҳо: Борҳои иловагӣ фарсудашавии подшипникҳо, қуттиҳои редуктор ва дигар системаҳои интиқолро метезонанд.
Аз ин рӯ, самти каҷшавӣ қисми муҳими стратегияи идоракунии турбина, дар баробари назорати кунҷи парра (кунҷи теғ) ва идоракунии генератор мебошад.
Қисмҳои асосии системаи сӯзишворӣ
Системаи чархзанӣ дар турбинаи бодии муосир аз якчанд ҷузъҳои механикӣ ва электрикӣ иборат аст, ки ба таври мукаммал кор мекунанд:
1. Подшипники каҷравӣ
Подшипники калон ва ҳалқашакл ба гондола имкон медиҳад, ки нисбат ба болои бурҷ гардиш кунад. Ин подшипник бори вазнинро аз ротор ва гондола нигоҳ медорад ва дар айни замон гардиши ҳамворро таъмин мекунад.
2. Муҳаррики чархзанӣ / муҳаррики чархзанӣ (муҳаррики чархзанӣ)
Муҳаррики барқӣ (аксар вақт якчанд агрегат) гондоларо тавассути қуттии редуктор ва фишанги пиньонӣ, ки фишанги ҳалқаро дар подшипники каҷ пайваст мекунад, мегардонад. Истифодаи муҳаррикҳои сершумор тақсимоти моменти момент ва такрори онро таъмин мекунад.
3. Тормози чархзананда (тормози чархзананда)
Системаи тормоз гондоларо дар мавқеи муайян нигоҳ медорад, то аз ҳаракат дар натиҷаи шамол ё тағирёбии моменти гардиш пешгирӣ кунад. Тормозҳои каҷ барои устуворӣ, кам кардани фарсудашавӣ ва пешгирии ҳаракати беназорат муҳиманд.
4. Контроллери паҳлӯ
Қисми системаи идоракунии турбина, ки муайян мекунад, ки кай бояд чарх занад. Контроллер маълумотро аз сенсорҳо мехонад ва кори муҳаррик ва тормозро муайян мекунад.
5. Сенсори самти шамол (флюгери шамол) ва анемометр
Флюгер самти шамолро чен мекунад, дар ҳоле ки анемометр суръати шамолро чен мекунад. Ин маълумот ҳамчун маълумоти асосӣ барои танзими самти турбина хизмат мекунад.
6. Ҳалқаи лағжанда / системаи кабели чандир
Азбаски гондола чарх мезанад, кабелҳои барқӣ ва сигналӣ бояд идора карда шаванд, то аз печидан пешгирӣ карда шаванд. Ҳалқаҳои лағжанда ё системаҳои идоракунии кабелҳо таъминот ва алоқаро ҳангоми амалиёти чархзанӣ таъмин мекунанд.
Чӣ тавр системаи yaw кор мекунад
Умуман, системаи yaw бар асоси принсипи назорати бозгашт кор мекунад. Ин аст ҷараёни оддӣ:
1. Сенсор самти шамолро мехонад ва онро бо самти ҷории ротор муқоиса мекунад.
2. Агар инҳироф аз ҳадди муайян (масалан, чанд дараҷа) гузарад, контроллер муҳаррики чархзаниро фаъол мекунад.
3. Тормози чархзанӣ раҳо карда мешавад, гондола оҳиста то наздик шудан ба самти шамол чарх мезанад.
4. Пас аз расидан ба таҳаммулпазирии дилхоҳ, муҳаррик қатъ мешавад ва тормози чархзанӣ дубора қулф мешавад.
Системаи чархзанӣ на ҳамеша дар ҳаракат аст. Агар шамол каме ва зуд тағйир ёбад, чархзании доимӣ метавонад боиси фарсудашавии ҷузъҳо гардад. Аз ин рӯ, идоракунии чархзанӣ одатан аз мантиқи гистерезис ё таъхир барои чархзанӣ танҳо вақте истифода мебарад, ки тағироти самт назаррас ва устувор бошад.
Намудҳои стратегияҳои ҷаҳидан
Дар амал, вобаста ба тарҳрезии турбина ва шароити макон якчанд стратегияҳои каҷкунӣ истифода мешаванд:
– Фишори фаъол: аз муҳаррикҳо ва идоракунии автоматӣ истифода мебарад, ки дар турбинаҳои калон васеъ истифода мешавад.
– Фишори ғайрифаъол: тарҳи думӣ ё аэродинамикиро истифода мебарад, ки дар турбинаҳои хурд маъмул аст.
– Майнаи озод бо амортизатор: гондола метавонад озодтар гардиш кунад, аммо бо вуҷуди ин, аз ҷониби амортизатор идора карда мешавад, то аз ларзиши аз ҳад зиёд пешгирӣ карда шавад.
– Нобаробарии идорашавандаи паҳлӯ: Дар нерӯгоҳҳои бодӣ, турбинаҳо баъзан қасдан каме нодуруст ҷойгир карда мешаванд, то таъсири бедоркуниро кам кунанд ва истеҳсоли умумии нерӯгоҳро афзоиш диҳанд (консепсияи идоракунии бедоркунӣ). Ин як стратегияи пешрафта аст ва моделсозӣ ва назорати бодиққатро талаб мекунад.
Афзалиятҳои системаи yaw барои турбинаҳои бодӣ
1. Афзоиши истеҳсоли энергия
Бартарии асосии чархзанӣ дар он аст, ки ротор дар самти оптималӣ нигоҳ дошта мешавад ва ба турбина имкон медиҳад, ки ҳарчи бештари энергияи бодро ҷалб кунад. Дар миқёси нерӯгоҳҳои бодӣ, такмилдиҳии мунтазами чархзанӣ метавонад истеҳсоли солонаи энергияро ба таври назаррас афзоиш диҳад, хусусан дар ҷойҳое, ки самти шамол зуд-зуд тағйир меёбад.
2. Сарбории хастагиро кам кунед ва мӯҳлати кори турбинаро дароз кунед
Гардиши дақиқи чархзанӣ ба кам кардани қувваҳои номутавозин ба ротор ва бурҷ мусоидат мекунад. Кам шудани бори хастагӣ маънои онро дорад, ки ҷузъҳо ба монанди теғҳо, подшипникҳо ва сохторҳои бурҷ дар муддати тӯлонӣ фишори камтарро эҳсос мекунанд, ки мӯҳлати хидмати онҳоро зиёд мекунад ва хатари вайроншавиро кам мекунад.
3. Нигоҳ доштани устуворӣ ва бехатарии амалиётӣ
Дар шамолҳои сахт ё турбулентӣ, системаи чархзанӣ дар якҷоягӣ бо системаҳои назорати чархзанӣ ва муҳофизат кор мекунад, то турбинаро дар ҳудуди бехатарии корӣ нигоҳ дорад. Чархзании идорашаванда эҳтимолияти ҳаракатҳои ногаҳониро, ки метавонанд барои ҷузъҳо ё кормандони таъмир хатар эҷод кунанд, коҳиш медиҳад.
4. Кам кардани хароҷоти нигоҳдорӣ ва вақти корношоямӣ
Вақте ки чархзанӣ дуруст кор мекунад, фарсудашавии механикӣ ва басомади вайроншавӣ кам мешавад. Ин ба хароҷоти нигоҳдории камтар, вақти камтари корношоямӣ ва эътимоднокии баландтари амалиётӣ оварда мерасонад - омилҳои муҳим барои лоиҳаҳои энергияи бодӣ, ки дастрасии баландро ҳадаф қарор медиҳанд.
5. Дастгирии беҳсозии нерӯгоҳҳои бодӣ
Дар нерӯгоҳҳои калони бодӣ, ҷараёни бедории турбинаи пеш метавонад кори турбинаи қафоро паст кунад. Бо равишҳо ба монанди идоракунии бедории чарх, гардиши чархро метавон барои равона кардани бедории чарх аз дигар турбинаҳо ба таври стратегӣ истифода бурд ва бо ин васила истеҳсоли умумии фермаро афзоиш дод. Гарчанде ки ин тамоюл на ҳамеша амалӣ мешавад, нишон медиҳад, ки гардиши чарх на танҳо барои турбинаҳои алоҳида, балки барои беҳсозии системаҳои энергетикии миқёси калон низ муҳим аст.
Мушкилот ва чизҳое, ки бояд ба онҳо диққат дод
Бо вуҷуди бартариҳои бузурги худ, системаҳои чархзанӣ бо як қатор мушкилот рӯбарӯ мешаванд. Ҷузъҳо ба монанди подшипникҳо ва гардонандаҳои чархзанӣ дар зери бори баланд ва дар шароити сахти муҳити зист (намӣ, чанг ва тағйирёбии ҳарорат) кор мекунанд. Молиданҳои нодуруст, сенсорҳои нодуруст ё идоракунии аз ҳад зиёд хашмгин метавонанд боиси зарар ва фарсудашавӣ шаванд. Аз ин рӯ, назорати ҳолат, санҷишҳои мунтазам ва калибрченкунии сенсорҳо барои идоракунии турбинаҳои муосири бодӣ муҳиманд.
Penutup
Системаи гардиши ҳаво (yaw) "гардани" турбинаи бодӣ аст, ки кафолат медиҳад, ки ротор ҳамеша ба самти шамол дуруст нигаронида шудааст. Тавассути якҷоя кардани сенсорҳо, контроллерҳо, муҳаррикҳо, тормозҳо ва подшипникҳои калон, гардиши ҳаво ба турбина кӯмак мекунад, ки энергияи максималиро тавлид кунад ва ҳамзамон борҳои сохтории идорашавандаро нигоҳ дорад. Бартариятҳо иборатанд аз афзоиши истеҳсоли энергия, дароз кардани мӯҳлати истифодаи ҷузъҳо, беҳтар кардани бехатарӣ, кам кардани хароҷоти нигоҳдорӣ ва имкониятҳо барои беҳсозии нерӯгоҳҳои бодӣ тавассути стратегияҳои пешрафта. Дар давраи рушди энергияи барқароршаванда, системаи гардиши ҳаво на танҳо як хусусияти иловагӣ, балки омили калидӣ дар самаранокӣ ва эътимоднокии турбинаи бодӣ мебошад.
