مزارع الرياح الاستخدامات العملية لمستشعرات الرياح فوق الصوتية

النظام الكهربائي الطاقة-المتجددة شهدت الصناعة تقدمًا ملحوظًا في التكنولوجيا خلال السنوات القليلة الماضية، واليوم، تعد طاقة الرياح واحدة من أعمدة إنتاج الكهرباء من المصادر الطبيعية. حساسات الرياح فوق الصوتية التي تعتبر أساسية ولكنها في كثير من الأحيان تُنسى، تقع في قلب عمليات المزارع الريحانية الحديثة. أصبحت هذه الأجهزة الرائعة للقياس الآن واحدة من الأدوات不可或 her لتحسين أداء التوربينات، ضمان السلامة، وتحقيق أفضل إنتاج ممكن للطاقة في منشآت طاقة الرياح حول العالم.

مبدأ عمل حساسات الرياح فوق الصوتية

حساسات الرياح فوق الصوتية تستخدم مبدأ قياس حساس للغاية يتجاوز الأنيمومترات الميكانيكية الكلاسيكية بفخامته ودقتها. تحتوي هذه الأجهزة على عدد من المستشعرات فوق الصوتية، مرتبة في تكوينات هندسية معينة لإرسال واستقبال موجات صوتية عالية التردد. يتم تعديل السرعة التي تنتقل بها هذه الموجات الصوتية عندما يتدخل الهواء بين المستشعرات: حيث تسريع عند كون الرياح في نفس الاتجاه وتبطئ عندما يكون العكس صحيحًا. بعد ذلك، يتم استخدام معالجة إشارات رقمية متقدمة لاستخدام هذه الفروقات البسيطة في الزمن لتحديد سرعة الرياح واتجاهها بدقة استثنائية. وقد طور بعض المصنعين هذا المبدأ البسيط بإضافة خوارزميات تعويض درجة الحرارة والقدرة على تنفيذ قياسات ثلاثية الأبعاد، مما يؤدي إلى تحليل شامل لسرعة الرياح والتغيرات الدقيقة في أنماط تدفق الهواء.

دور مستشعرات الرياح فوق الصوتية في محطات طاقة الرياح

تلعب أجهزة استشعار فوق الصوتية أدوارًا حيوية عديدة في المزارع الريحية الحديثة، والتي لها تأثير مباشر على كفاءة التشغيل وإنتاج الطاقة. يتم تركيبها على مقصورات التوربينات لتوفير قراءات فورية للرياح، مما يسمح بتحكم دقيق في دوران التوربينات بحيث تلتقط دائمًا الرياح بأفضل طريقة ممكنة. معدل استجابتها السريع يمكّن من تحديد التغيرات السريعة أو نوبات الرياح الخطرة بشكل فوري، مما يؤدي إلى استجابات وقائية عند الحاجة. المزارع الريحية المتقدمة تستخدم بالفعل مصفوفات من هذه الأجهزة عبر الموقع لإنشاء أنماط رياح لتحسين كفاءة المنشأة بأكملها. في عملية التحقق من المنحنى الكهربائي، وهي عملية أساسية لاختبار كفاءة التوربينات، توفر أجهزة الاستشعار فوق الصوتية قياسات دقيقة عالية الدقة مطلوبة لتحليل الأداء المعتمد. تشغيلها الخالي من الصيانة له قيمة خاصة في التثبيتات البحرية حيث يكون الوصول لإجراء الإصلاحات صعبًا ومكلفًا.

 

لماذا اختيار أجهزة استشعار الرياح فوق الصوتية؟

هناك فائدة كبيرة لاستخدام التكنولوجيا فوق الصوتية لقياس الرياح في عمليات توليد الطاقة. على عكس المismeometers الميكانيكية التي تحتوي على أجزاء متحركة تتلف بمرور الوقت، توفر المستشعرات فوق الصوتية سنوات من التشغيل الآمن والمضمون مع طلبات صيانة قليلة للغاية. يسمح تكوينها الذي لا يحتوي على أجزاء ميكانيكية باستبعاد الخامل الميكانيكي وتمكينها من التقاط التغيرات المفاجئة في الرياح وأنماط العواصف التي قد لا يتمكن المismeometers التقليدية ذات الكؤوس من التقاطها. تحتوي العديد من النماذج على عناصر تسخين مدمجة تمنع تكوين الجليد في البيئات الباردة - وهو مشكلة للمستشعرات الميكانيكية. بعض الشركات المصنعة فكرت في إنشاء نسخ خاصة تستخدم مواد مقاومة للتآكل للبيئات المختلفة أو تلك التي يمكنها قياس معلمات أخرى في نفس الوقت، مثل درجة الحرارة أو كثافة الهواء. معًا، تقدم هذه الميزات لمشغلين مزارع الرياح بيانات أفضل وأكثر موثوقية مع تكاليف تشغيل طويلة الأجل أقل مرتبطة بصيانة واستبدال المستشعرات.

دليل التثبيت لأجهزة استشعار الرياح فوق الصوتية

من المهم لتحقيق أداء مثالي من مستشعرات الرياح فوق الصوتية في مزارع الرياح أن يتم التركيب بشكل صحيح. يجب تركيب المستشعرات في أماكن يكون فيها تدفق الهواء مفتوحًا، غالبًا على الجزء الخلفي من النصل خلف مستوى شفرات التوربين، مع تقليل التأثير على التوربين. بعض الشركات المصنعة تقدم أجهزة تركيب خاصة مصممة لتطبيقات توربينات الرياح لتوفير التوجيه الصحيح وقمع الاهتزاز. يجب أخذ عامل توجيه الكابلات بنظر الاعتبار بعناية لتجنب تلف الكابلات الذي قد يحدث بسبب الحركة والاهتزاز. العديد من مستشعرات الأمواج فوق الصوتية الحديثة تحتوي على واجهات رقمية تسهل دمجها مع أنظمة تحكم التوربينات، ومع ذلك لا تزال جوانب التأريض وحماية البرق ضرورية للغاية، خاصةً في المناطق التي تكون فيها العواصف الكهربائية متكررة. فحص التحقق الدوري أثناء عمليات الصيانة يساهم في دقة القياس خلال عمر التشغيل للمستشعر.

نصائح الشراء لأجهزة استشعار الرياح بالموجات فوق الصوتية

اختيار جهاز استشعار الرياح بالموجات فوق الصوتية المناسب لأغراض مزارع الرياح يعتمد على فهم عميق لعوامل مختلفة. يجب أن يكون نطاق القياس أكبر من أعلى سرعة رياح متوقعة في الموقع مع بعض الشركات المصنعة، والتي تستخدم النماذج لتقديم نماذج واضحة ذات مقاومة شديدة للرياح. تتطلب مواصفات الدقة بشكل خاص لاختبارات أداء الطاقة لأن حتى الخطأ البسيط في القياس يمكن أن يخلق فرقًا كبيرًا في إنتاج الطاقة المحسوب. بينما التحمل البيئي هو مصدر قلق آخر، فإن النموذج الصناعي له بنية قوية وحماية من الرطوبة والغبار والتطرفات الحرارية. تقدم بعض الشركات المصنعة نسخة خاصة بوظائف محسنة لتطبيقات البحرية والبيئات الباردة، والتي قد تكون أكثر قيمة من حيث الموثوقية الأفضل والحاجة القصيرة للصيانة رغم القيمة الأولية المرتفعة.