Windturbines spelen een cruciale rol in de wereldwijde transitie naar netto nul CO2-uitstoot. In dit artikel bekijken we de sensortechnologie die zorgt voor een veilige en efficiënte werking.
Windturbines hebben een levensverwachting van 25 jaar, en sensoren spelen een cruciale rol om ervoor te zorgen dat de turbines die levensduur halen. Door windsnelheid, trillingen, temperatuur en meer te meten, zorgen deze kleine apparaten ervoor dat windturbines veilig en efficiënt werken.
Windturbines moeten ook economisch rendabel zijn. Anders wordt hun gebruik als minder praktisch beschouwd dan het gebruik van andere vormen van schone energie of zelfs fossiele brandstoffen. Sensoren kunnen prestatiegegevens leveren die exploitanten van windparken kunnen gebruiken om de maximale energieproductie te bereiken.
De meest basale sensortechnologie voor windturbines detecteert wind, trillingen, verplaatsing, temperatuur en fysieke belasting. De volgende sensoren helpen bij het vaststellen van de basisomstandigheden en detecteren wanneer de omstandigheden significant afwijken van deze basisomstandigheden.
Het vermogen om windsnelheid en -richting te bepalen is cruciaal voor het beoordelen van de prestaties van windparken en individuele turbines. Levensduur, betrouwbaarheid, functionaliteit en duurzaamheid zijn de belangrijkste criteria bij de evaluatie van verschillende windsensoren.
De meeste moderne windmeters zijn mechanisch of ultrasoon. Mechanische anemometers gebruiken een roterende kom en schoep om de snelheid en richting van de wind te bepalen. Ultrasone sensoren sturen ultrasone pulsen van de ene kant van de sensor naar een ontvanger aan de andere kant. De windsnelheid en -richting worden bepaald door het ontvangen signaal te meten.
Veel gebruikers geven de voorkeur aan ultrasone windsensoren omdat deze niet opnieuw gekalibreerd hoeven te worden. Hierdoor kunnen ze worden geplaatst op locaties waar onderhoud moeilijk is.
Het detecteren van trillingen en bewegingen is cruciaal voor het bewaken van de integriteit en prestaties van windturbines. Accelerometers worden vaak gebruikt om trillingen in lagers en roterende onderdelen te meten. LiDAR-sensoren worden vaak gebruikt om trillingen van de toren te monitoren en bewegingen in de loop van de tijd te volgen.
In sommige omgevingen kunnen de koperen componenten die gebruikt worden voor de overdracht van turbine-energie grote hoeveelheden warmte genereren, wat gevaarlijke brandwonden kan veroorzaken. Temperatuursensoren kunnen geleidende componenten die gevoelig zijn voor oververhitting bewaken en schade voorkomen door middel van automatische of handmatige probleemoplossing.
Windturbines worden ontworpen, gefabriceerd en gesmeerd om wrijving te voorkomen. Een van de belangrijkste plekken om wrijving te voorkomen is rond de aandrijfas, wat voornamelijk wordt bereikt door een kritische afstand te handhaven tussen de as en de bijbehorende lagers.
Wervelstroomsensoren worden vaak gebruikt om de lagerspeling te bewaken. Als de speling afneemt, neemt de smering af, wat kan leiden tot een lager rendement en schade aan de turbine. Wervelstroomsensoren bepalen de afstand tussen een object en een referentiepunt. Ze zijn bestand tegen vloeistoffen, druk en temperatuur, waardoor ze ideaal zijn voor het bewaken van lagerspelingen in ve veeleisende omgevingen.
Het verzamelen en analyseren van gegevens is cruciaal voor de dagelijkse bedrijfsvoering en de planning op lange termijn. Door sensoren te koppelen aan een moderne cloudinfrastructuur krijgt men toegang tot gegevens van windparken en geavanceerde controlemogelijkheden. Moderne analyses kunnen recente operationele gegevens combineren met historische gegevens om waardevolle inzichten te verschaffen en geautomatiseerde prestatiewaarschuwingen te genereren.
Recente innovaties in sensortechnologie beloven de efficiëntie te verbeteren, de kosten te verlagen en de duurzaamheid te vergroten. Deze ontwikkelingen hebben betrekking op kunstmatige intelligentie, procesautomatisering, digitale tweelingen en intelligente monitoring.
Net als veel andere processen heeft kunstmatige intelligentie (AI) de verwerking van sensorgegevens enorm versneld, waardoor meer informatie beschikbaar komt, de efficiëntie verbetert en de kosten dalen. De aard van AI zorgt ervoor dat er in de loop der tijd steeds meer informatie beschikbaar komt. Procesautomatisering maakt gebruik van sensorgegevens, geautomatiseerde verwerking en programmeerbare logische controllers (PLC's) om automatisch de bladhoek, het vermogen en meer aan te passen. Veel startups voegen cloudcomputing toe om deze processen te automatiseren en de technologie gebruiksvriendelijker te maken. Nieuwe trends in sensorgegevens van windturbines gaan verder dan procesgerelateerde kwesties. Gegevens die van windturbines worden verzameld, worden nu gebruikt om digitale tweelingen van turbines en andere windparkcomponenten te creëren. Digitale tweelingen kunnen worden gebruikt om simulaties te maken en te helpen bij het nemen van beslissingen. Deze technologie is van onschatbare waarde voor windparkplanning, turbineontwerp, forensisch onderzoek, duurzaamheid en meer. Dit is met name waardevol voor onderzoekers, fabrikanten en servicemonteurs.
Geplaatst op: 26 maart 2024