אופטימיזציה של ביצועי טורבינות רוח בעזרת פתרונות חיישנים

טורבינות רוח הן מרכיב מפתח במעבר העולמי לאפס פליטות נטו. כאן אנו בוחנים את טכנולוגיית החיישנים המבטיחה את פעולתן הבטוחה והיעילה.
לטורבינות רוח יש תוחלת חיים של 25 שנים, וחיישנים ממלאים תפקיד מפתח בהבטחת עמידתן בתוחלת החיים שלהן. על ידי מדידת מהירות הרוח, רעידות, טמפרטורה ועוד, מכשירים זעירים אלה מבטיחים שטורבינות רוח פועלות בצורה בטוחה ויעילה.
טורבינות רוח צריכות להיות גם כדאיות מבחינה כלכלית. אחרת, השימוש בהן ייחשב לפחות מעשי מאשר שימוש בצורות אחרות של אנרגיה נקייה או אפילו אנרגיית דלקים מאובנים. חיישנים יכולים לספק נתוני ביצועים שמפעילי חוות רוח יכולים להשתמש בהם כדי להשיג ייצור שיא של חשמל.
טכנולוגיית החיישנים הבסיסית ביותר עבור טורבינות רוח מזהה רוח, רעידות, תזוזה, טמפרטורה ועומס פיזי. החיישנים הבאים מסייעים בקביעת תנאי בסיס ולזהות מתי התנאים חורגים באופן משמעותי מתנאי הבסיס.
היכולת לקבוע את מהירות וכיוון הרוח היא קריטית להערכת ביצועי חוות רוח וטורבינות בודדות. אורך חיים, אמינות, פונקציונליות ועמידות הם הקריטריונים העיקריים בעת הערכת חיישני רוח שונים.
רוב חיישני הרוח המודרניים הם מכניים או קוליים. מדי רוח מכניים משתמשים בכוס מסתובבת ובשבב כדי לקבוע את המהירות והכיוון. חיישני קולי שולחים פולסים קוליים מצד אחד של יחידת החיישן למקלט בצד השני. מהירות וכיוון הרוח נקבעים על ידי מדידת האות הנקלט.
מפעילים רבים מעדיפים חיישני רוח אולטרסאונדים מכיוון שאינם דורשים כיול מחדש. זה מאפשר להציב אותם במקומות בהם תחזוקה קשה.
גילוי רעידות וכל תנועה הוא קריטי לניטור שלמותן וביצועיהן של טורבינות רוח. מדי תאוצה משמשים בדרך כלל לניטור רעידות בתוך מיסבים ורכיבים מסתובבים. חיישני LiDAR משמשים לעתים קרובות לניטור רעידות של מגדלים ומעקב אחר כל תנועה לאורך זמן.
בסביבות מסוימות, רכיבי הנחושת המשמשים להעברת כוח הטורבינה עלולים לייצר כמויות גדולות של חום, ולגרום לכוויות מסוכנות. חיישני טמפרטורה יכולים לנטר רכיבים מוליכים הנוטים להתחממות יתר ולמנוע נזק באמצעות אמצעי פתרון בעיות אוטומטיים או ידניים.
טורבינות רוח מתוכננות, מיוצרות ומשומשות כדי למנוע חיכוך. אחד האזורים החשובים ביותר למניעת חיכוך הוא סביב ציר ההינע, דבר המושג בעיקר על ידי שמירה על מרחק קריטי בין הציר למיסבים הנלווים אליו.
חיישני זרמי מערבולת משמשים לעתים קרובות לניטור "מרווח מיסבים". אם המרווח יורד, הסיכה תפחת, מה שעלול להוביל ליעילות מופחתת ולנזק לטורבינה. חיישני זרמי מערבולת קובעים את המרחק בין עצם לנקודת ייחוס. הם מסוגלים לעמוד בנוזלים, לחץ וטמפרטורה, מה שהופך אותם לאידיאליים לניטור מרווחי מיסבים בסביבות קשות.
איסוף וניתוח נתונים הם קריטיים לפעילות היומיומית ולתכנון ארוך טווח. חיבור חיישנים לתשתית ענן מודרנית מספק גישה לנתוני חוות רוח ובקרה ברמה גבוהה. ניתוחים מודרניים יכולים לשלב נתונים תפעוליים עדכניים עם נתונים היסטוריים כדי לספק תובנות חשובות וליצור התראות ביצועים אוטומטיות.
חידושים אחרונים בטכנולוגיית חיישנים מבטיחים לשפר את היעילות, להפחית עלויות ולשפר את הקיימות. התקדמויות אלו קשורות לבינה מלאכותית, אוטומציה של תהליכים, תאומים דיגיטליים וניטור חכם.
כמו תהליכים רבים אחרים, בינה מלאכותית האיצה מאוד את עיבוד נתוני החיישנים כדי לספק מידע נוסף, לשפר את היעילות ולהפחית עלויות. אופייה של הבינה המלאכותית אומר שהיא תספק מידע נוסף לאורך זמן. אוטומציה של תהליכים משתמשת בנתוני חיישנים, עיבוד אוטומטי ובקרי לוגיקה ניתנים לתכנות כדי להתאים אוטומטית את גובה הצליל, תפוקת ההספק ועוד. חברות סטארט-אפ רבות מוסיפות מחשוב ענן כדי להפוך תהליכים אלה לאוטומטיים ולהפוך את הטכנולוגיה לקלה יותר לשימוש. מגמות חדשות בנתוני חיישני טורבינות רוח חורגות מעבר לסוגיות הקשורות לתהליך. נתונים שנאספו מטורבינות רוח משמשים כעת ליצירת תאומים דיגיטליים של טורבינות ורכיבים אחרים של חוות רוח. תאומים דיגיטליים יכולים לשמש ליצירת סימולציות ולסיוע בתהליך קבלת ההחלטות. טכנולוגיה זו היא בעלת ערך רב בתכנון חוות רוח, תכנון טורבינות, זיהוי פלילי, קיימות ועוד. זה בעל ערך רב במיוחד עבור חוקרים, יצרנים וטכנאי שירות.