Los generadores eólicos modernos se están "preparando" para la recepción del viento mucho antes de que aparezca

El artículo describe nuevos equipos que permiten a los generadores eólicos ajustarse automáticamente al flujo de aire.

Parecería que recolectar energía eólica es una cuestión simple. El aire pasa a través de las palas de la turbina, haciendo que gire. La turbina acciona el generador. Un generador produce electricidad. Pero, de hecho, no todo es tan simple.

Los generadores de viento sin falta se instalan en el área donde las tormentas a menudo se desatan. Un viento fuerte puede dañar o incluso destruir las turbinas de aire si están en el ángulo incorrecto. Deben ajustarse para que las ráfagas poderosas giren, no destruyan las cuchillas. Tal ajuste es algo común en el trabajo con equipos de turbina.

Este proceso puede facilitar enormemente la tecnología creada. Torben Mikkelsen y sus colegas del Laboratorio Nacional Danés de Fuentes de Energía Sostenible Risoe DTU. El Dr. Mikkelsen está trabajando en un sistema que permite a cada generador escanear contra el viento y preajustar las cuchillas.

Tecnología central llamada lidar (LIDAR: el localizador láser infrarrojo meteorológico) se conoce desde los años 70. Al igual que el radar, envía ondas electromagnéticas y luego analiza las que han regresado, determinando de qué están luchando.

La gran longitud de onda del radar le permite detectar solo objetos grandes. El lidar usa ondas de luz. Su longitud es mucho más corta y fácilmente luchan contra objetos pequeños. Por cierto, la visión humana se basa en ondas de luz. Ondas cortas utilizadas en viento lidar, se desprenden de pequeñas partículas, como gotas de agua, polvo, polen y cristales de sal, cuyo movimiento puede determinar con relativa precisión la velocidad del viento.

El Dr. Mikkelsen y sus colegas decidieron que el lidar podía escanear el viento inminente y determinar su comportamiento antes del contacto con la turbina. Para probar su idea, instalaron lidars en Aerogeneradores de 120 metros en Hovsor, un campo de entrenamiento danés para este tipo de tecnología.

Lidars analizó el viento que se aproximaba usando un láser que emitía luz infrarroja con una longitud de onda de 1,55 micras. La luz parásita fue capturada por un dispositivo sensible que detecta el retorno de incluso un fotón (la partícula mecánica cuántica que forma la luz) de miles de miles de millones liberados por el láser.

El dispositivo mide la velocidad del viento a una altitud de 40, 60, 80 y 100 metros sobre el suelo durante 100-200 metros frente a la turbina. Luego, los datos recopilados se comparan con las mediciones de viento con un anemómetro de copa (que, gira en el viento, mide su velocidad) para calibrar el lidar. Después de eso, una computadora que analiza la información del lidar se puede conectar a motores que ajustan el ángulo de las palas de la turbina para aumentar la cantidad de energía producida y reducir la posibilidad de daños.

Los científicos pudieron obtener datos precisos en todas las alturas cerca de la turbina. Pero al instalar el dispositivo en el suelo, surgieron una serie de problemas. Dirigiendo el rayo láser hacia el aire, de abajo hacia arriba, analizó el "cono" con el punto de partida en la base de la turbina. Por lo tanto, puede calcular la velocidad del viento, pero no puede descubrir cómo cambia en una zona de 200 metros cerca del generador. Para tomar datos, el rayo láser LIDAR debe enviarse desde el centro de la turbina de aire.

La instalación de un lidar en el centro del generador eólico causó dificultades debido a la fuerza centrífuga que surge de la rotación. Para el funcionamiento normal del lidar, los investigadores reemplazaron el dispositivo tradicional, en el cual el haz es guiado por espejos para el haz, un nuevo desarrollo con un sistema de fibra óptica.

Según Michael Harris, portavoz de Natural Power, un desarrollador de turbinas eólicas con sede en el Reino Unido, el centro de la turbina se está convirtiendo en algo así como un secador de tambor. La probabilidad de que el nuevo dispositivo falle es mucho menor, ya que en ella la luz pasa a través del cable.

Otro problema que los científicos encontraron al instalar el LIDAR es el ruido eléctrico del generador. Un detector sensible puede desviarse bajo la influencia de corrientes parásitas. Los investigadores han sugerido envolver el lidar en un material protector que funda el exceso de energía.

El resultado es un sistema que mejora la producción de electricidad en un 5%. Tal vez la cifra no sea impresionante, pero para una turbina con una capacidad de 4 megavatios, el ahorro es de 38,000 dólares. por año No se olvide de aumentar la vida útil de las cuchillas y el generador en sí.

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