Koje vrste senzora se koriste na vjetrometnom jarbolu?

Kada je u pitanju razumijevanje složene dinamike energije vjetra, aWind Met Maststoji kao nezamjenjiv alat. Kao dobavljač vjetrometnih jarbola, iz prve ruke svjedočio sam ključnoj ulozi ovih jarbola u prikupljanju tačnih i pouzdanih podataka o vjetru. U ovom blogu ću se pozabaviti različitim tipovima senzora koji se koriste na vjetrometnom jarbolu, objašnjavajući njihove funkcije i značaj u polju energije vjetra.

Anemometri

Anemometri su možda najpoznatiji senzori na vjetrometnom jarbolu. Njihova primarna funkcija je mjerenje brzine vjetra. Postoji nekoliko tipova anemometara koji se obično koriste.

Cup Anemometers

Čašasti anemometri su tradicionalni izbor za mjerenje brzine vjetra. Sastoje se od tri ili četiri čaše postavljene na horizontalne krakove koji se rotiraju oko vertikalne ose. Brzina rotacije čaša je direktno proporcionalna brzini vjetra. Kako vjetar duva, to uzrokuje okretanje čaša, a senzor unutar anemometra pretvara ovo rotacijsko kretanje u električni signal. Jednostavnost i robusnost čašičnih anemometara čine ih popularnom opcijom za dugotrajno praćenje vjetra. Relativno su jeftini, jednostavni za instalaciju i mogu izdržati oštre uslove okoline. Međutim, oni imaju neka ograničenja. Na primjer, oni možda neće biti tako precizni pri vrlo malim brzinama vjetra, a njihovo vrijeme odziva može biti malo sporo kada se brzina vjetra brzo mijenja.

Ultrazvučni anemometri

Ultrazvučni anemometri su modernija alternativa. Koriste ultrazvučne zvučne valove za mjerenje brzine i smjera vjetra. Ovi anemometri imaju više parova ultrazvučnih pretvarača koji šalju i primaju zvučne valove. Na vrijeme koje je potrebno zvučnim valovima da putuju između pretvarača utječe vjetar. Analizirajući razlike u vremenu putovanja zvučnih valova u različitim smjerovima, anemometar može izračunati i brzinu vjetra i njegov smjer. Ultrazvučni anemometri nude nekoliko prednosti u odnosu na anemometre sa čašama. Imaju brže vrijeme odziva, što znači da mogu precizno uhvatiti brze promjene brzine i smjera vjetra. Također nemaju pokretne dijelove, što smanjuje rizik od mehaničkog kvara i potrebe održavanja. Međutim, oni su generalno skuplji od anemometara sa čašama i mogu biti osjetljiviji na faktore okoline kao što su kiša i prašina.

Wind Vanes

Za određivanje smjera vjetra koriste se lopatice. Obično se sastoje od ravne ploče ili peraje koja je postavljena na okomitu os. Lopatica se poravnava sa smjerom vjetra, a senzor mjeri ugao lopatice u odnosu na fiksnu referentnu tačku. Ove informacije se zatim koriste za određivanje smjera vjetra. Vjetarske lopatice se često koriste zajedno sa anemometrima kako bi se pružila potpuna slika uslova vjetra. Oni su relativno jednostavni i jeftini uređaji, ali igraju vitalnu ulogu u primjeni energije vjetra. Na primjer, u vjetroelektrani, poznavanje smjera vjetra je od suštinskog značaja za orijentaciju vjetroturbina kako bi se povećala njihova proizvodnja energije.

Temperaturni senzori

Senzori temperature su još jedna važna komponenta vjetrometnog jarbola. Oni mjere temperaturu okolnog zraka na različitim visinama na jarbolu. Temperatura utiče na gustinu vazduha, što zauzvrat utiče na izlaznu snagu vetroturbina. Topliji vazduh je manje gust od hladnijeg vazduha, a vetroturbina će proizvoditi manje energije u toplijim uslovima za istu brzinu vetra. Mjerenjem temperature na različitim visinama možemo bolje razumjeti vertikalni temperaturni profil atmosfere i njegov utjecaj na proizvodnju energije vjetra. Dostupni su različiti tipovi temperaturnih senzora, kao što su termoparovi i otporni temperaturni detektori (RTD). Termoparovi se zasnivaju na principu da kada se dva različita metala spoje zajedno, stvara se napon koji je proporcionalan temperaturnoj razlici između dva spoja. RTD, s druge strane, koriste promjenu električnog otpora metalne žice s temperaturom za mjerenje temperature.

Senzori vlažnosti

Senzori vlažnosti mjere količinu vodene pare u zraku. Vlažnost takođe može uticati na proizvodnju energije vetra. Visoka vlažnost može uzrokovati koroziju komponenti vjetroturbine, a može utjecati i na performanse samih senzora. Osim toga, vlaga može utjecati na stvaranje magle i oblaka, što zauzvrat može utjecati na lokalne obrasce vjetra. Postoje dvije glavne vrste senzora vlažnosti: kapacitivni i otporni. Kapacitivni senzori vlažnosti mjere promjenu kapacitivnosti dielektričnog materijala zbog apsorpcije vodene pare. Otporni senzori vlažnosti mjere promjenu električnog otpora materijala kako se vlažnost mijenja.

Senzori pritiska

Za mjerenje atmosferskog tlaka koriste se senzori tlaka. Atmosferski pritisak je važan parametar u meteorologiji i može imati uticaj na obrasce vjetra. Promjene u tlaku mogu uzrokovati kretanje zraka iz područja visokog tlaka u područja niskog tlaka, stvarajući vjetar. Mjerenjem pritiska na različitim visinama na vjetrometnom jarbolu možemo bolje razumjeti vertikalni gradijent pritiska i njegov utjecaj na strujanje vjetra. Postoje različite vrste senzora pritiska, kao što su piezorezistivni i kapacitivni senzori pritiska. Piezorezistivni senzori pritiska rade tako što mjere promjenu električnog otpora piezorezistivnog materijala zbog primijenjenog pritiska. Kapacitivni senzori pritiska mjere promjenu kapacitivnosti između dvije elektrode zbog deformacije dijafragme uzrokovane pritiskom.

Inklinometri

Inklinometri se koriste za mjerenje nagiba ili nagiba vjetrometnog jarbola. Ključno je da jarbol bude okomit kako bi se osigurala precizna mjerenja vjetra. Svaki nagib stuba može dovesti do greške u podacima koje prikupljaju senzori. Inklinometri mogu otkriti čak i male promjene u nagibu jarbola i upozoriti operatere ako se jarbol počne naginjati. Ovo omogućava pravovremeno poduzimanje korektivnih mjera kako bi se spriječilo daljnje naginjanje i potencijalno oštećenje jarbola i njegovih senzora.

Senzori munje

Senzori munje su važna sigurnosna karakteristika na vjetrometnom jarbolu. Jarbolovi vjetra su često visoke strukture u koje je veća vjerovatnoća da će ih udariti grom. Grom može uzrokovati značajna oštećenja senzora i druge opreme na jarbolu. Senzori groma mogu detektovati prisustvo munje u blizini jarbola. Oni mogu mjeriti električna i magnetna polja povezana s udarima groma i pružiti rano upozorenje operaterima. To im omogućava da preduzmu odgovarajuće mjere, kao što je isključivanje senzora ili zaštita opreme, kako bi minimizirali štetu uzrokovanu munjom.

Data logeri i komunikacijski uređaji

Iako nisu striktno senzori, registratori podataka i komunikacioni uređaji su bitne komponente sistema Wind Met Mast. Data logeri prikupljaju i pohranjuju podatke sa svih senzora na jarbolu. Dizajnirani su tako da budu pouzdani i imaju dovoljan kapacitet za skladištenje podataka za duže vremenske periode. Komunikacioni uređaji, kao što su radio modemi ili ćelijski modemi, koriste se za prenos podataka iz data logera do centralne stanice za praćenje. Ovo omogućava operaterima da pristupe podacima u realnom vremenu i analiziraju ih kako bi donosili informirane odluke o projektima energije vjetra.

U zaključku, Wind Met Jarbol je složen sistem koji se oslanja na različite senzore za prikupljanje tačnih i sveobuhvatnih podataka o vjetru. Svaki tip senzora igra jedinstvenu i ključnu ulogu u razumijevanju uvjeta vjetra na određenoj lokaciji. Kao dobavljač vjetrometnih jarbola, posvećeni smo pružanju visokokvalitetnih jarbola opremljenih najnovijim i najpouzdanijim senzorima. Ako ste uključeni u projekt energije vjetra i potreban vam je Wind Met Jarbol, pozivamo vas da nas kontaktirate radi detaljne rasprave o vašim zahtjevima. Naš tim stručnjaka može vam pomoći da odaberete prave senzore i konfiguraciju za vaše specifične potrebe.

Reference

• "Energija vjetra objašnjena: teorija, dizajn i primjena" od JF Manwella, JG McGowana i AL Rogersa.
• "Priručnik za meteorološka mjerenja" Američkog meteorološkog društva.
• Industrijski standardi i smjernice za mjerenje i praćenje vjetra od relevantnih međunarodnih organizacija.