風力タービンは、世界のネットゼロへの移行における重要なコンポーネントです。ここでは、安全かつ効率的な動作を保証するセンサー技術について見ていきます。
風力タービンの平均寿命は 25 年ですが、タービンが確実にその寿命を達成するためにはセンサーが重要な役割を果たします。これらの小型デバイスは、風速、振動、温度などを測定することで、風力タービンが安全かつ効率的に動作することを保証します。
風力タービンは経済的に実行可能である必要もあります。そうしないと、それらの使用は、他の形態のクリーン エネルギー、さらには化石燃料エネルギーの使用よりも実用的ではないとみなされるでしょう。センサーは、風力発電所の運営者がピーク電力生産を達成するために使用できるパフォーマンス データを提供できます。
風力タービンの最も基本的なセンサー技術は、風、振動、変位、温度、物理的ストレスを検出します。次のセンサーは、ベースライン状態を確立し、状態がベースラインから大きく逸脱したときを検出するのに役立ちます。
風力発電所や個々のタービンの性能を評価するには、風速と風向を判断する機能が重要です。さまざまな風センサーを評価する際の主な基準は、耐用年数、信頼性、機能性、耐久性です。
最新の風センサーのほとんどは機械式または超音波式です。機械式風速計は、回転するカップと羽根を使用して速度と方向を決定します。超音波センサーは、センサーユニットの一方の側からもう一方の側の受信機に超音波パルスを送信します。風速と風向は、受信信号を測定することによって決定されます。
多くのオペレーターは、再校正が必要ないため、超音波風速センサーを好みます。これにより、メンテナンスが困難な場所に設置することができます。
風力タービンの完全性と性能を監視するには、振動やあらゆる動きを検出することが重要です。加速度計は、ベアリングや回転部品内の振動を監視するために一般的に使用されます。LiDAR センサーは、タワーの振動を監視し、時間の経過に伴う動きを追跡するためによく使用されます。
環境によっては、タービン電力の伝達に使用される銅製コンポーネントが大量の熱を発生し、危険な火傷を引き起こす可能性があります。温度センサーは、過熱しやすい導電性コンポーネントを監視し、自動または手動のトラブルシューティング手段によって損傷を防ぐことができます。
風力タービンは、摩擦を防ぐために設計、製造、潤滑が行われています。摩擦を防ぐための最も重要な領域の 1 つはドライブ シャフトの周囲で、これは主にシャフトとそれに関連するベアリングの間の重要な距離を維持することによって実現されます。
渦電流センサーは、「ベアリングクリアランス」を監視するためによく使用されます。クリアランスが減少すると潤滑力が低下し、効率の低下やタービンの損傷につながる可能性があります。渦電流センサーは、物体と基準点の間の距離を測定します。流体、圧力、温度に耐えることができるため、過酷な環境でのベアリングクリアランスの監視に最適です。
データの収集と分析は、日々の業務と長期的な計画にとって重要です。センサーを最新のクラウド インフラストラクチャに接続すると、風力発電所のデータと高度な制御へのアクセスが可能になります。最新の分析では、最近の運用データと履歴データを組み合わせて、貴重な洞察を提供し、自動パフォーマンス アラートを生成できます。
センサー技術における最近の革新により、効率が向上し、コストが削減され、持続可能性が向上することが期待されています。これらの進歩は、人工知能、プロセス自動化、デジタルツイン、インテリジェントモニタリングに関連しています。
他の多くのプロセスと同様に、人工知能はセンサー データの処理を大幅に加速して、より多くの情報を提供し、効率を向上させ、コストを削減しました。AI の性質上、時間の経過とともにより多くの情報が提供されることになります。プロセスオートメーションでは、センサーデータ、自動処理、プログラマブルロジックコントローラーを使用して、ピッチや出力などを自動的に調整します。多くの新興企業は、テクノロジーを使いやすくするために、これらのプロセスを自動化するためにクラウド コンピューティングを追加しています。風力タービンのセンサー データの新しいトレンドは、プロセス関連の問題を超えて広がります。風力タービンから収集されたデータは現在、タービンやその他の風力発電コンポーネントのデジタル ツインの作成に使用されています。デジタルツインを使用すると、シミュレーションを作成し、意思決定プロセスを支援できます。このテクノロジーは、風力発電所計画、タービン設計、科学捜査、持続可能性などにおいて非常に貴重です。これは、研究者、製造業者、サービス技術者にとって特に価値があります。
投稿日時: 2024 年 3 月 26 日