ווינט טורבינע קאָנטראָל סיסטעם פֿאַר ראָוטאָר אָריענטירונג

ווינט טורבין קאנטראל סיסטעם פאר ראטאר אריענטאציע

מאָדערנע ווינט טורבינען זענען דיזיינד צו עקסטראַקטירן אַזוי פיל ענערגיע ווי מעגלעך פון ווינטן וואָס טוישן קעסיידער ריכטונג און גיכקייט. כּדי צו זיין עפֿעקטיוו, מוז דער טורבינע ראָטאָר - די בליידז און כאַב - זיין פּינקטלעך אַליינד מיטן ווינט. דער פּראָצעס פון זיכער מאַכן אַז דער ראָטאָר איז שטענדיק אַליינד מיט דער ווינט ריכטונג איז באַקאַנט ווי ראָטאָר אָריענטירונג קאָנטראָל, אָדער מער געוויינטלעך, יאָ קאָנטראָל. דער אַרטיקל דיסקוטירט די קאָנצעפּטן, קאָמפּאָנענטן, קאָנטראָל סטראַטעגיעס און שליסל טשאַלאַנדזשיז אין ווינט טורבינע קאָנטראָל סיסטעמען פֿאַר ראָטאָר אָריענטירונג.

פארוואס איז ראָטאָר אָריענטירונג וויכטיק?

די קראַפט וואָס אַ ווינט טורבינע קען כאַפּן ווערט באַדייטנד באַאיינפלוסט דורך דעם ווינקל צווישן דער ווינט ריכטונג און דעם ראָטאָר'ס סוויפּ פלאַך. ווען דער ראָטאָר איז נישט קעגן דעם ווינט (יאַו מיסאַליינמענט), ווערט די ענערגיע וואָס פליסט דורך דער ראָטאָר פלאַך נישט אָפּטימאַל אויסגענוצט. קליינע מיסאַליינמענטס קענען רעדוצירן קראַפט, בשעת גרויסע מיסאַליינמענטס קענען פירן צו נאָך סטרוקטורעלע לאַסטן אויף די בליידז, נאַסעלע און טורעם. מיט אַנדערע ווערטער, ראָטאָר אָריענטירונג איז נישט נאָר וועגן עפעקטיווקייט, נאָר אויך קאָמפּאָנענט לעבן.

אין פּרינציפּ, האָריזאָנטאַל-אַקס ווינט טורבינען (HAWTs) דאַרפן אַ יאָ סיסטעם צו דרייען די נאַצעלע אַזוי אַז דער ראָוטער ווייזט אין ווינט. דאָס איז אַנדערש פון ווערטיקאַל-אַקס טורבינען (VAWTs), וואָס גיאָמעטריש דאַרפן נישט קיין יאָ צו כאַפּן ווינט פון פֿאַרשידענע ריכטונגען. אָבער, HAWTs דאָמינירן די נוצן-וואָג אינדוסטריע צוליב זייער הויך עפעקטיווקייט.

דער גרונט־קאָנצעפּט פֿון יאָ: דירעקטירן די נאַסעל, נישט די ראָטאָרן באַזונדער.

אין אַ HAWT טורבינע, זענען די ראָטאָר בליידז מאָנטירט אויף אַ כאַב פֿאַר דער נאַצעלע. ווינט אָריענטירונג ווערט קאָנטראָלירט דורך דרייען די גאַנצע נאַצעלע (וואָס טראָגט דעם ראָטאָר און דרייווטריין) ביים שפּיץ פֿון טורעם. די ראָטאַציע ווערט אויסגעפירט דורך יאָו לאַגערן, וואָס דערמעגלעכן רעלאַטיווע באַוועגונג צווישן דער נאַצעלע און דעם טורעם. די יאָו סיסטעם אָריענטירט די נאַצעלע אַזוי אַז די ראָטאָר אַקס איז אויסגעשטעלט מיט דער דורכשניטלעכער ווינט ריכטונג ביים כאַב אָרט.

ס'איז וויכטיג צו באַמערקן אַז ווינט ריכטונג איז טורבולענט און ענדערט זיך שנעל, אַזוי אַז יאָ קאָנטראָל כאַפּט טיפּיש נישט יעדע קליינע פלוקטואַציע. די סיסטעם איז דיזיינד צו קאָריגירן די דורכשניטלעכע ווינט ריכטונג איבער אַ צייט צו פאַרמייַדן יבעריק יאָ כאַנגגינג, וואָס קען פאַרגיכערן אַקטואַטאָר טראָגן און ענערגיע קאַנסאַמשאַן.

הויפּט קאָמפּאָנענטן פון די ראָוטאָר אָריענטירונג קאָנטראָל סיסטעם

1. ווינט ריכטונג סענסאר (ווינט וועין) און ווינט גיכקייט (אנעמאָמעטער)
טיפּיש מאָנטירט העכער דער נאַצעל, שאַצט די ווינט וואַנע די ווינט ריכטונג אין באַצוג צו דער נאַצעל, בשעת דער אַנעמאָמעטער מעסט ווינט גיכקייט. אין מאָדערנע טורבינען, קען מען אויך סופּלעמענטירן דאַטן מיט אַנדערע סענסאָרן, ווי למשל LIDAR (ליכט דעטעקציע און ריינדזשינג), צו "זען" דעם ווינט איידער ער דערגרייכט דעם ראָוטאָר.

2. יאַוו קאָנטראָללער
דאָס איז דער טייל פֿון דער טורבינע קאָנטראָל סיסטעם (PLC/אינדוסטריעלע קאָנטראָל) וואָס באַשליסט ווען און ווי ווײַט די נאַצעלע זאָל ראָטירט ווערן. דער קאָנטראָללער ניצט לאָגיק און פּאַראַמעטערס ווי למשל מיסאַליינמענט שוועל, טויטבאַנד, ווינט גיכקייט, און יאָג ראַטע לימיטן.

3. יאַו דרייוו און יאַו מאָטאָר
אן עלעקטרישער מאָטאָר (מאנchmal עטלעכע איינהייטן) טרייבט א גיר וואס אינטעראַקטירט מיט א רינג גיר אויפן יאָו לאַגער. ווייל די נאַצעלע איז גרויס און שווער, דאַרף זי א סך דריימאָמענט; מען ניצט אָפט קייפל מאָטאָרן צו טיילן די לאַסט.

4. גיי-בארגער
גרויסע רינג לאַגערן שטיצן אַקסיאַל און ראַדיאַל לאָודז בשעת זיי לאָזן ראָטאַציע. לובריקאַציע באדינגונגען, באָלץ טייטנאַס, און טראָגן זענען קריטישע ישוז פֿאַר לאַנג-טערמין אָפּעראַציע.

5. יאָו ברעיק (יאָו ברעיק)
מעכאנישע/הידראַוליק ברעיקס האַלטן די נאַצעלע פון ​​זיך דרייען צוליב אַעראָדינאַמישן טאָרק ווען קיין יאָו קאָמאַנדע איז נישט פאַראַן, און סטאַביליזירן די נאַצעלע בעת אָפּעראַציע.

6. גליטש רינג און קאַבל סיסטעם
ווייל די נאסעלע דרייט זיך, איז קאבל פאַרוואַלטונג נייטיק צו פאַרמייַדן פֿאַרפּלאָנטערונג. גליטש רינגען לאָזן מאַכט און סיגנאַל טראַנסמיסיע בשעת די נאסעלע דרייט זיך, אָבער עטלעכע דיזיינז האָבן קומולאַטיווע ראָטאַציע ווינקל לימאַץ צו פאַרמייַדן קאַבל טוויסטינג.

7. יאַו פּאָזיציע סענסאָר (ענקאָדער / רעזאָלווער)
גיט אַבסאָלוטע נאַסעל ווינקל אינפֿאָרמאַציע אין באַצוג צו אַ טורעם רעפֿערענץ פֿאַר פּינקטלעכקייט קאָנטראָל, דאַטן לאָגינג און שוץ.

קאָנטראָל סטראַטעגיע: ווען זאָל די טורבין זיך בייגן?

יאַוו קאָנטראָל סיסטעמען בכלל נוצן עטלעכע פּרינציפּן:

1. טויטבאַנד (טויט זאָנע)
אויב די אומרעכטיקייט איז נאך קליין, מאכט דער קאנטראלער נישט קיין קארעקציעס. דאס איז וויכטיג צו פארמיידן אהין-און-צוריק באוועגונגען צוליב טורבולענץ. למשל, א טורבין קען נאר בייגן אויב די אומרעכטיקייט איז גרעסער ווי ±10° פאר א פאר סעקונדעס אדער מינוט, לויטן דיזיין.

2. צייט פילטער און סיגנאַל וואַלידאַציע
ווינט ריכטונג דאטן ווערט אָפט געפילטערט מיט אַ מאָווינג דורכשניטלעך אָדער נידעריק-פּאַס פילטער. דערצו, דער קאָנטראָללער פירט אויס וואַלידאַציע: אויב אַ וויין סענסאָר איז דעפעקטיוו, קען מען באַגרענעצן דעם גייען אָדער איבערשטעלן דעם וועג צו אַ זיכערן מאָדע.

3. לאָגיק באַזירט אויף ווינט גיכקייט
ביי נידעריגע ווינט גיכקייטן, קען דער נוץ פון "יאַוו" זיין קליין, וואָס ערלויבט דעם סיסטעם צו וואַרטן לענגער. ביי געוויסע גיכקייטן לעבן דער ראַטעד גיכקייט, ווערט די אָריענטירונג וויכטיקער צו מאַקסאַמיזירן פּראָדוקציע. פאַרקערט, ביי זייער שטאַרקע ווינטן אָדער ווען די טורבינע איז פּאַרקט, קען די "יאַוו" סטראַטעגיע זיך ענדערן צו רעדוצירן די לאַסט.

4. גיכקייט לימיטן פאר בייגן און בייגן זיך
די נאסעלע זאָל נישט ווערן ראָטירט צו שנעל, ווײַל דאָס קען שאַפֿן דינאַמישע לאַסטן און פֿאַרערגערן די טראָגן פֿון גאַנג און לאַגערן. דער קאָנטראָללער באַגרענעצט טיפּיש די גאָג-ראַטע (למשל, גראַד פּער סעקונדע) און אַפּליקירט גלאַט אַקסעלעראַציע/דיסעלעראַציע.

5. דריימאָמענט/ענערגיע באַזירט קאָנטראָל
עטלעכע פארגעשריטענע דיזיינס נעמען אין באַטראַכט די קאָסטן פון מאָטאָר-גיי-ענערגיע קעגן פארגרעסערטע ענערגיע פּראָדוקציע. דאָס איז באַזונדערס באַטייַטיק פֿאַר גרויסע טורבינעס און לאָקאַציעס מיט הויך טורבולענץ.

טעכנישע שוועריקייטן אין ראָטאָר אָריענטירונג קאָנטראָל

טורבולענץ און ווינט שעאַר
ווינט ריכטונג ביי ראָטאָר הייך איז נישט שטענדיק אייניג. אפילו לענגאויס דעם ראָטאָר אויסשפּרייטונג, קענען ריכטונג און גיכקייט ווערייִרן. סענסאָרן אויף דער נאַצעלע מעסטן ווינט וואָס איז געוואָרן אַפעקטירט דורך דעם ראָטאָר (ראָטאָר וועק), וואָס קען פאַראורזאַכן ווינט ריכטונג שאַצונגען. דאָס מאַכט עס שווער פֿאַר דעם קאָנטראָללער צו באַשטימען דעם אָפּטימאַלן ווינקל.

סטרוקטורעלע לאַסטן רעכט צו מיסאַליינמענט
אומרעכטע אויסלייגונג פירט צו זייטיקע כוחות און מאָמענטן אויפן טורעם און נאַצעל. אויב די יאָו איז פאַרהאַלטן אָדער צו אָפט, פאַרגרעסערן זיך ציקלישע לאָודז און קענען פאַרגיכערן מאַטעריאַל מידקייט. דעריבער, יאָו קאָנטראָל איז נישט פשוט וועגן "קעגנשטעלן זיך צום ווינט אַזוי שנעל ווי מעגלעך," נאָר גאַנץ אַ קאָמפּראָמיס צווישן ענערגיע פּראָדוקציע און לאָוד.

יאָו לאַגער, גאַנג, און ברעיק טראָגן
אָפטע יאָו אָפּעראַציעס פאַרגרעסערן טראָגן. שטויב, נעץ און לובריקאַציע קוואַליטעט אויך ווירקן די לעבן פון לאַגערן. קאָנטראָל סיסטעמען טיפּיש צילן אַ גלייַך נומער פון יאָו מאַנוווערז פּער טאָג.

קאַבל פּראָבלעמען און ראָטאַציע לימיטן
אויב די טורבין ניצט נישט פולע גליטש-רינגען אדער האט א געוויסן לימיט, דארף דער קאנטראלער זיך אויסדרייטן נאך עטלעכע קומולאַטיווע ראָטאַציעס כדי צו פאַרהיטן אז דער קאַבל זאָל זיך דרייען.

סענסאָר ערראָרס און רעדונדאַנסי
ווינט-שיִלן קענען זיך פֿאַרשטאָפּן, אַנעמאָמעטערס קענען ווערן שמוציק, אָדער די מעסטונגען קענען ווערן אַפעקטירט דורך אײַזן. מאָדערנע טורבינעס נוצן אָפֿט דיאַגנאָסטיקס, סענסאָר רעדאַנדאַנס, אָדער מאָדעל-באַזירטע שאַצונג צו האַלטן זיכערע אָפּעראַציע.

גיי אָפּעראַציע מאָדעס: נאָרמאַל, פּאַרק, און שוץ

1. נאָרמאַלער מאָדע
די טורבינע פּראָדוצירט קראַפט, און יאָ האַלט די מיסאַליינמענט אין געוויסע גרענעצן.

2. פּאַרק מאָדע (שטעל/שטייט שטיל)
ווען אַ טורבינע איז אַראָפּגעלאָזט פֿאַר וישאַלט אָדער שטאַרקע ווינטן, קען מען נוצן אָריענטירונג סטראַטעגיעס צו רעדוצירן די לאַסט. עטלעכע טורבינען זענען פּאַרקט מיט די פעדער בליידז און נאַסעלע קעגן דעם ווינט, בשעת אַנדערע זענען פּאַזיציאָנירט צו מינאַמייזירן ווייבריישאַן.

3. נויטפאַל / שוץ מאָדע
אויב די סיסטעם דעטעקטירט יאַוו דורכפאַל, הויכע מאָטאָר טעמפּעראַטור, דעפעקטיווע ברעיקס, אָדער אומגילטיקע סענסאָרן, קען די יאַוו ווערן דיאַקטיווירט און די טורבין שטעלט אפ די אָפּעראַציע צו פאַרמייַדן שאָדן.

מאָדערנע אַנטוויקלונגען: LIDAR, פּרעדיקטיוו קאָנטראָל, און פאַרם-לעוועל

נאסעל-מאָנטירטע LIDAR טעכנאָלאָגיע ערלויבט טורבינען צו מעסטן דעם ווינט פּראָפיל פֿאַרנט פֿון ראָוטאָר. מיט דעם אינפֿאָרמאַציע קען גאָו קאָנטראָל זיין מער פּרעדיקטיוו, רעדוצירנדיק קערעקשאַן פֿאַרהאַלטונגען און פּאָטענציעל רעדוצירנדיק לאָודז. דערצו, אין דעם קאָנטעקסט פֿון ווינט פֿאַרמס, ווירקט טורבינע אָריענטירונג אויך אויף וועקן, וואָס קען רעדוצירן די פּראָדוקציע פֿון טורבינען הינטער אים. פֿאַרם-לעוועל קאָנטראָל פֿאָרשונג איז אויספֿאָרשן אינטענציאָנעל טילטינג גאָו (וועקן סטערינג) צו רידערעקט וועקן, דערמיט פֿאַרגרעסערנדיק די גאַנצע פֿאַרם פּראָדוקציע, כאָטש יחיד טורבינען קענען דערפֿאַרן אַ קליינע רעדוקציע אין מאַכט.

קעסימפּולאַן

א ווינט טורבינע קאנטראל סיסטעם פאר ראטאר אריענטאציע איז א קריטישער עלעמענט וואס פארבינדט ווינט ריכטונג מעסטונגען, באשלוס אלגאריטמען, און מעכאנישע אקטואטארן צו דרייען די נאסעל. די לעצטע ציל איז צו האלטן דעם ראטאר אויסגעשטעלט מיטן ווינט פאר מאקסימום ענערגיע פראדוקציע בשעת מען באגרענעצט סטרוקטורעלע לאסטן און קאמפאנענט אפנוץ. שוועריקייטן ווי טורבולענץ, סענסאר באגרענעצונגען, און מעכאנישע פארלעסלעכקייט פראבלעמען מיינען אז גיי קאנטראל דיזיין פארלאנגט קאנסיסטאנט א פארזיכטיגן קאמפראמיס. קוקנדיג פאראויס, די אינטעגראציע פון ​​פארגעשריטענע סענסארן ווי LIDAR און פארם-לעוועל קאנטראל סטראטעגיעס עפנט אויף מעגלעכקייטן פאר גרעסערע אפטימיזאציע, סיי אין טערמינען פון ענערגיע און סיי אין טערמינען פון עקוויפמענט לעבנסדויער.

אויב איר ווילט, קען איך אַדאַפּטירן דעם אַרטיקל צו זיין מער טעכניש (למשל, צולייגן אַ קאָנטראָל בלאָק דיאַגראַם, אַ פאָרמולע פֿאַר דעם ווירקונג פון יאָג מיסאַליינמענט אויף מאַכט, אָדער אַ בייַשפּיל פון אַ PID/לאָגיק טויטבאַנד אַלגערידאַם), אָדער עס צופּאַסן צו אַן אַלגעמיינע לייענערשאַפט מיט אַ פּשוטערער שפּראַך.