Ètò Ìṣàkóso Turbine Afẹ́fẹ́ fún Ìtọ́sọ́nà Rotor
Àwọn ẹ̀rọ afẹ́fẹ́ òde òní ni a ṣe láti fa agbára jáde láti inú afẹ́fẹ́ tí ó ń yí ìtọ́sọ́nà àti iyàrá padà nígbà gbogbo. Láti jẹ́ kí ó munadoko, ẹ̀rọ afẹ́fẹ́ náà—àwọn abẹ́ àti ibi ìdúró—gbọ́dọ̀ wà ní ìbámu pẹ̀lú afẹ́fẹ́. Ìlànà rírí dájú pé ẹ̀rọ afẹ́fẹ́ náà bá ìtọ́sọ́nà afẹ́fẹ́ mu ni a mọ̀ sí ìtọ́sọ́nà ìtọ́sọ́nà rotor, tàbí èyí tí ó sábà máa ń jẹ́, ìtọ́sọ́nà yaw. Àpilẹ̀kọ yìí jíròrò àwọn èrò, àwọn èròjà, àwọn ọgbọ́n ìṣàkóso, àti àwọn ìpèníjà pàtàkì nínú àwọn ètò ìṣàkóso ẹ̀rọ afẹ́fẹ́ fún ìtọ́sọ́nà rotor.
Kí nìdí tí ìtọ́sọ́nà rotor fi ṣe pàtàkì?
Agbára tí turbine afẹ́fẹ́ lè gbà máa ń ní ipa pàtàkì lórí igun tí ó wà láàárín ìtọ́sọ́nà afẹ́fẹ́ àti ìpele ìfàsẹ́yìn rotor. Tí rotor kò bá dojúkọ afẹ́fẹ́ (ìlànà tí kò tọ́), agbára tí ń ṣàn nípasẹ̀ rotor plane kò ní lo dáadáa. Àìtọ́sọ́nà kékeré lè dín agbára kù, nígbà tí àìtọ́sọ́nà ńlá lè fa àwọn ẹrù ìṣètò afikún lórí àwọn abẹ́, nacelle, àti ilé gogoro. Ní ọ̀rọ̀ mìíràn, ìtọ́sọ́nà rotor kìí ṣe nípa ṣíṣe dáradára nìkan, ṣùgbọ́n ó tún jẹ́ nípa ìgbésí ayé àwọn ẹ̀yà ara.
Ní ìlànà, àwọn ẹ̀rọ afẹ́fẹ́ onípele-axis (HAWTs) nílò ètò yaw láti yí nacelle padà kí rotor náà lè tọ́ka sí afẹ́fẹ́. Èyí yàtọ̀ sí àwọn ẹ̀rọ afẹ́fẹ́ onípele-axis (VAWTs), èyí tí kò nílò yaw láti gba afẹ́fẹ́ láti onírúurú ìtọ́sọ́nà. Síbẹ̀síbẹ̀, àwọn HAWT ló ń darí iṣẹ́ ìlò nítorí pé wọ́n ń ṣiṣẹ́ dáadáa.
Ìpìlẹ̀ èrò yaw: títọ́ nacelle, kìí ṣe àwọn rotors lọtọ̀ọ̀tọ̀
Nínú turbine HAWT kan, a gbé àwọn abẹ́ rotor sórí ibùdó kan níwájú nacelle. A ń darí ìtọ́sọ́nà afẹ́fẹ́ nípa yíyí gbogbo nacelle (tí ó gbé rotor àti drivetrain) ní orí ilé gogoro náà. A ń ṣe yíyípo yìí nípasẹ̀ àwọn bearings yaw, èyí tí ó ń jẹ́ kí ìṣípo láàárín nacelle àti ilé gogoro náà ṣeé ṣe. Ètò yaw ń darí nacelle kí axis rotor náà lè bá ìtọ́sọ́nà afẹ́fẹ́ tí ó wà ní ibi tí afẹ́fẹ́ wà mu.
Ó ṣe pàtàkì láti kíyèsí pé ìtọ́sọ́nà afẹ́fẹ́ máa ń yí padà kíákíá, nítorí náà ìṣàkóso yaw kì í sábà gba gbogbo ìyípadà kékeré. A ṣe ètò náà láti ṣe àtúnṣe fún ìtọ́sọ́nà afẹ́fẹ́ lápapọ̀ fún àkókò díẹ̀ láti dènà ọdẹ yaw púpọ̀, èyí tí ó lè mú kí ìbàjẹ́ actuator àti lílo agbára yára.
Awọn ẹya pataki ti eto iṣakoso itọsọna rotor
1. Sensọ ìtọ́sọ́nà afẹ́fẹ́ (afẹ́fẹ́ vane) àti iyára afẹ́fẹ́ (anemometer)
A sábà máa ń gbé e sórí nacelle, afẹ́fẹ́ vane náà máa ń ṣe àkíyèsí ìtọ́sọ́nà afẹ́fẹ́ ní ìbámu pẹ̀lú nacelle, nígbà tí anemometer náà máa ń ṣe àkíyèsí iyára afẹ́fẹ́. Nínú àwọn turbines òde òní, a tún lè fi àwọn sensọ̀ mìíràn kún ìwífún, bíi LIDAR (Ìwádìí Ìmọ́lẹ̀ àti Ìyípadà), láti “rí” afẹ́fẹ́ kí ó tó dé rotor.
2. Olùdarí Yaw
Èyí ni apá ètò ìṣàkóso turbine (PLC/iṣakoso ile-iṣẹ) tí ó ń pinnu ìgbà tí àti bí ó ṣe yẹ kí a yí nacelle náà sí. Olùdarí náà ń lo ìlànà àti àwọn pàrámítà bíi àìtọ́nà ìpele, deadband, iyàrá afẹ́fẹ́, àti ààlà ìpele yaw.
3. Yaw drive ati yaw motor
Mótò iná mànàmáná (nígbà míìrán ọ̀pọ̀ ẹ̀rọ) máa ń wakọ̀ gíá kan tí ó máa ń bá gíá òrùka ṣiṣẹ́ lórí ìgbátí yaw. Nítorí pé nacelle tóbi tí ó sì wúwo, ó nílò agbára púpọ̀; ọ̀pọ̀ mótò ni a sábà máa ń lò láti pín ẹrù náà.
4. Ẹran ìwú
Àwọn béárì òrùka ńláńlá ń gbé ẹrù axial àti radial lárugẹ nígbàtí wọ́n ń jẹ́ kí ó máa yípo. Àwọn ipò fífún epo, bí ó ṣe ń dín bolt kù, àti wíwú jẹ́ àwọn ọ̀ràn pàtàkì fún iṣẹ́ pípẹ́.
5. Ìdènà Yaw (ìdènà yaw)
Àwọn bírékì ẹ̀rọ/hydraulic máa ń jẹ́ kí nacelle má yípo nítorí agbára aerodynamic nígbà tí kò bá sí àṣẹ yaw, wọ́n sì máa ń mú kí nacelle dúró ṣinṣin nígbà tí a bá ń ṣiṣẹ́.
6. Oruka fifọ ati eto okun waya
Nítorí pé nacelle ń yípo, ìṣàkóso okùn ṣe pàtàkì láti dènà ìdènà. Àwọn òrùka tí ń yọ̀ gba agbára àti ìfiranṣẹ́ àmì láàyè nígbà tí nacelle ń yípo, ṣùgbọ́n àwọn àwòrán kan ní ààlà igun ìyípo tí ó pọ̀ láti dènà ìyípo okùn.
7. Sensọ ipo Yaw (encoder / resolver)
Pese alaye igun nacelle pipe nipa itọkasi ile-iṣọ fun iṣakoso deede, iforukọsilẹ data, ati aabo.
Ọgbọ́n ìṣàkóso: ìgbà wo ni ó yẹ kí turbine yaw?
Awọn eto iṣakoso Yaw maa n lo awọn ilana pupọ:
1. Deadband (agbegbe okú)
Tí ìṣàtúnṣe bá ṣì kéré, olùdarí náà kò ní ṣe àtúnṣe kankan. Èyí ṣe pàtàkì láti yẹra fún ìṣípopadà-àti-sẹ̀yìn nítorí ìrúkèrúdò. Fún àpẹẹrẹ, turbine kan lè yára yára bí ìṣàtúnṣe bá ju ±10° lọ fún ìṣẹ́jú díẹ̀ tàbí ìṣẹ́jú, ó sinmi lórí bí a ṣe ṣe é.
2. Àlẹ̀mọ́ àkókò àti ìfọwọ́sowọ́pọ̀ àmì
A sábà máa ń fi àlẹ̀mọ́ ìtọ́sọ́nà afẹ́fẹ́ sẹ́ àwọn ìtọ́sọ́nà afẹ́fẹ́ nípa lílo àlẹ̀mọ́ ìṣípo tàbí àlẹ̀mọ́ ìlọ́sókè díẹ̀. Ní àfikún, olùdarí náà ń ṣe ìfọwọ́sowọ́pọ̀: tí sensọ̀ vane bá ní àbùkù, a lè dín yaw kù tàbí kí a yí i padà sí ipò ààbò.
3. Ìlànà tí ó dá lórí iyàrá afẹ́fẹ́
Ní iyàrá afẹ́fẹ́ kékeré, àǹfààní yaw lè kéré, èyí tí ó ń jẹ́ kí ètò náà dúró pẹ́. Ní àwọn iyàrá kan tí ó sún mọ́ iyàrá tí a fún ní ìwọ̀n, ìtọ́sọ́nà di ohun pàtàkì láti mú kí iṣẹ́ náà pọ̀ sí i. Ní ọ̀nà mìíràn, ní àwọn afẹ́fẹ́ líle tàbí nígbà tí a bá gbé turbine náà dúró, ọgbọ́n yaw lè yípadà láti dín ẹrù kù.
4. Awọn opin iyara Yaw ati titẹ
Kò yẹ kí a yí nacelle náà kíákíá, nítorí èyí lè ṣẹ̀dá àwọn ẹrù tó lágbára, kí ó sì mú kí ìbàjẹ́ jia àti bearing pọ̀ sí i. Olùdarí náà sábà máa ń dín ìwọ̀n yaw kù (fún àpẹẹrẹ, àwọn ìwọ̀n fún ìṣẹ́jú-àáyá kan) ó sì máa ń lo ìfàsẹ́yìn/dínkù díẹ̀díẹ̀.
5. Iṣakoso ti o da lori iyipo/agbara
Àwọn àwòrán onípele kan gbé iye owó agbára ìyaw mọ́tò yẹ̀ wò dípò iye agbára tí ó pọ̀ sí i. Èyí ṣe pàtàkì fún àwọn turbines ńlá àti àwọn ibi tí wọ́n ní ìrugùdù gíga.
Awọn ipenija imọ-ẹrọ ninu iṣakoso itọsọna rotor
Rírukè àti ìgékúrú afẹ́fẹ́
Ìtọ́sọ́nà afẹ́fẹ́ ní gíga rotor kìí sábà jẹ́ dọ́gba. Kódà ní ibi tí rotor náà ti ń gbá a, ìtọ́sọ́nà àti iyàrá lè yàtọ̀. Àwọn sensọ̀ tí ó wà lórí nacelle wọ́n afẹ́fẹ́ tí rotor (rotor wake) ti ní ipa lórí, èyí tí ó lè fa ìṣírò ìtọ́sọ́nà afẹ́fẹ́. Èyí mú kí ó ṣòro fún olùdarí láti pinnu igun tí ó dára jùlọ.
Àwọn ẹrù ìṣètò nítorí àìtọ́
Àìtọ́sọ́nà tó tọ́ máa ń fa agbára àti àkókò lórí ilé gogoro àti nacelle. Tí yaw bá pẹ́ tàbí tó ń ṣẹlẹ̀ nígbà gbogbo, àwọn ẹrù ìyípo máa ń pọ̀ sí i, ó sì lè mú kí àárẹ̀ ohun èlò yára sí i. Nítorí náà, ìṣàkóso yaw kì í ṣe nípa “kíkọjú sí afẹ́fẹ́ kíákíá bí ó ti ṣeé ṣe,” ṣùgbọ́n ó jẹ́ àdéhùn láàárín ìṣẹ̀dá agbára àti ẹrù.
Yaw bearing, jia, ati idaduro yiya
Iṣẹ́ àgbékalẹ̀ yíyá nígbà gbogbo máa ń mú kí ó bàjẹ́. Eruku, ọrinrin, àti dídára fífún ní òróró tún máa ń ní ipa lórí ìgbésí ayé ìgbádùn. Àwọn ètò ìṣàkóso sábà máa ń fojú sí iye ìyípadà yíyá ní ọjọ́ kan.
Àwọn ìṣòro okùn àti ààlà ìyípo
Tí turbine náà kò bá lo àwọn òrùka ìyọ́nú tàbí tí ó ní ààlà kan pàtó, olùdarí náà gbọ́dọ̀ tú u lẹ́yìn ọ̀pọ̀ ìyípo tí ó pọ̀ láti dènà kí okùn náà má baà yípo.
Awọn aṣiṣe sensọ ati apọju
Àwọn ohun èlò afẹ́fẹ́ lè dí, àwọn ohun èlò anemometer lè dọ̀tí, tàbí kíkà lè ní ipa lórí ìrísí. Àwọn turbines òde òní sábà máa ń lo àyẹ̀wò, ìyípadà sensọ̀, tàbí ìṣirò tí a gbé kalẹ̀ láti mú kí iṣẹ́ wọn wà ní ààbò.
Awọn ọna iṣiṣẹ Yaw: deede, papa itura, ati aabo
1. Ipo deede
Turbine naa n pese agbara, ati yaw n pa eto ti ko tọ mọ laarin awọn opin kan.
2. Ipo ibi idaduro (idaduro/duro)
Tí turbine kan bá ti lọ sílẹ̀ fún ìtọ́jú tàbí tí afẹ́fẹ́ bá pọ̀ jù, a lè lo àwọn ọ̀nà ìtọ́sọ́nà láti dín ẹrù náà kù. Àwọn turbine kan wà tí a gbé pamọ́ pẹ̀lú abẹ́ ìyẹ́ àti nacelle tí ó dojúkọ afẹ́fẹ́, nígbà tí àwọn mìíràn wà ní ipò láti dín ìgbọ̀nsẹ̀ kù.
3. Ipo pajawiri / aabo
Tí ètò náà bá rí i pé yaw ti bàjẹ́, ooru tó ga, bírékì tó bàjẹ́, tàbí àwọn sensọ tó ń ṣiṣẹ́ kò dára, a lè pa yaw náà, turbine náà sì lè dá iṣẹ́ dúró láti dènà ìbàjẹ́.
Àwọn ìdàgbàsókè òde òní: LIDAR, ìṣàkóso àsọtẹ́lẹ̀, àti ìpele oko
Ìmọ̀-ẹ̀rọ LIDAR tí Nacelle gbé kalẹ̀ ń jẹ́ kí àwọn turbines lè wọn ìrísí afẹ́fẹ́ níwájú rotor náà. Pẹ̀lú ìwífún yìí, ìṣàkóso yaw lè jẹ́ àsọtẹ́lẹ̀ síi, ó ń dín àwọn ìdádúró àtúnṣe kù àti pé ó lè dín àwọn ẹrù kù. Jù bẹ́ẹ̀ lọ, ní àyíká oko afẹ́fẹ́, ìtọ́sọ́nà turbine náà tún ní ipa lórí wake, èyí tí ó lè dín ìṣẹ̀dá àwọn turbines lẹ́yìn rẹ̀ kù. Ìwádìí ìṣàkóso ìpele oko ń ṣe àwárí mímọ̀ títẹ̀ yaw (wake steering) láti darí wake, nípa bẹ́ẹ̀ ó ń mú kí gbogbo iṣẹ́ oko pọ̀ sí i, bó tilẹ̀ jẹ́ pé àwọn turbines kọ̀ọ̀kan lè ní ìdínkù díẹ̀ nínú agbára.
Ipari
Ètò ìṣàkóso turbine afẹ́fẹ́ fún ìtọ́sọ́nà rotor jẹ́ ohun pàtàkì kan tí ó so àwọn ìwọ̀n ìtọ́sọ́nà afẹ́fẹ́, àwọn algoridimu ìpinnu, àti àwọn actuator ẹ̀rọ pọ̀ láti yí nacelle. Góńgó pàtàkì ni láti jẹ́ kí rotor náà wà ní ìbámu pẹ̀lú afẹ́fẹ́ fún ìṣẹ̀dá agbára tó pọ̀ jùlọ nígbàtí ó ń dín àwọn ẹrù ìṣètò àti ìbàjẹ́ àwọn èròjà kù. Àwọn ìpèníjà bíi ìrúkèrúdò, àwọn ìdíwọ́ sensọ̀, àti àwọn ọ̀ràn ìgbẹ́kẹ̀lé ẹ̀rọ túmọ̀ sí wípé ìṣètò ìṣàkóso yaw ń béèrè fún ìfọ́wọ́sọwọ́pọ̀ pẹ̀lú ìṣọ́ra. Ní wíwo iwájú, ìṣọ̀kan àwọn sensor tó ti ní ìlọsíwájú bíi LIDAR àti àwọn ọgbọ́n ìṣàkóso ìpele oko ṣí àwọn àǹfààní sílẹ̀ fún ìdàgbàsókè tó ga jù, ní ti agbára àti ìgbésí ayé ohun èlò.
Tí o bá fẹ́, mo lè yí àpilẹ̀kọ yìí padà sí ìmọ̀ ẹ̀rọ tó túbọ̀ ṣe kedere (fún àpẹẹrẹ, fi àwòrán ìṣàkóṣo kan kún un, fọ́múlà fún ipa tí yaw misalignment ní lórí agbára, tàbí àpẹẹrẹ àlùgúrímù deadband PID/logic), tàbí kí n mú un lọ sí ibi tí àwọn ènìyàn lè kà á pẹ̀lú èdè tó rọrùn.
