Στο σημερινό περιβάλλον, η έλλειψη πόρων και η υποβάθμιση του περιβάλλοντος έχουν γίνει ένα πολύ σημαντικό πρόβλημα σε ολόκληρη τη χώρα, ενώ ο τρόπος ορθολογικής ανάπτυξης και χρήσης ανανεώσιμων πηγών ενέργειας έχει γίνει ένα καυτό σημείο ευρείας ανησυχίας. Η αιολική ενέργεια ως ανανεώσιμη ενέργεια χωρίς ρύπανση έχει μεγάλο αναπτυξιακό δυναμικό, η αιολική βιομηχανία έχει γίνει ένας νέος ενεργειακός τομέας, πολύ ώριμος και με προοπτικές ανάπτυξης για τη βιομηχανία, ενώ οι αισθητήρες ταχύτητας ανέμου και οι υπερηχητικοί αισθητήρες ταχύτητας ανέμου έχουν επίσης χρησιμοποιηθεί ευρέως.
Πρώτον, η εφαρμογή αισθητήρα ταχύτητας και κατεύθυνσης ανέμου
Οι αισθητήρες ταχύτητας και κατεύθυνσης ανέμου χρησιμοποιούνται ευρέως στην παραγωγή αιολικής ενέργειας. Η κινητική ενέργεια του ανέμου μετατρέπεται σε μηχανική κινητική ενέργεια και στη συνέχεια η μηχανική ενέργεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική κινητική ενέργεια, η οποία είναι η αιολική ενέργεια. Η αρχή της παραγωγής αιολικής ενέργειας είναι η χρήση του ανέμου για την ώθηση της περιστροφής των πτερυγίων του ανεμόμυλου και στη συνέχεια η αύξηση της ταχύτητας περιστροφής μέσω του μειωτήρα ταχύτητας για την προώθηση της γεννήτριας στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.
Παρόλο που η διαδικασία παραγωγής αιολικής ενέργειας είναι εξαιρετικά φιλική προς το περιβάλλον, η έλλειψη σταθερότητας της παραγωγής αιολικής ενέργειας καθιστά το κόστος παραγωγής αιολικής ενέργειας υψηλότερο από άλλες πηγές ενέργειας. Επομένως, για να ελέγξουμε σωστά την αιολική ενέργεια, να την ακολουθήσουμε την αλλαγή του ανέμου για να επιτύχουμε το όριο παραγωγής ενέργειας και να μειώσουμε το κόστος, πρέπει να μετρήσουμε με ακρίβεια και έγκαιρα την κατεύθυνση και την ταχύτητα του ανέμου, προκειμένου να ελέγξουμε ανάλογα τον ανεμιστήρα. Επιπλέον, η επιλογή τοποθεσίας για τα αιολικά πάρκα απαιτεί επίσης μια πρόβλεψη της ταχύτητας και της κατεύθυνσης του ανέμου εκ των προτέρων, ώστε να παρέχεται μια λογική βάση ανάλυσης. Επομένως, η χρήση αισθητήρα ταχύτητας και κατεύθυνσης ανέμου για την ακριβή μέτρηση των παραμέτρων του ανέμου είναι ζωτικής σημασίας στην παραγωγή αιολικής ενέργειας.
Δεύτερον, η αρχή του αισθητήρα ταχύτητας και κατεύθυνσης ανέμου
1, μηχανικός αισθητήρας ταχύτητας και κατεύθυνσης ανέμου
Ο μηχανικός αισθητήρας ταχύτητας και κατεύθυνσης ανέμου λόγω της ύπαρξης μηχανικού περιστρεφόμενου άξονα, χωρίζεται σε δύο τύπους εξοπλισμού, αισθητήρα ταχύτητας ανέμου και αισθητήρα κατεύθυνσης ανέμου:
Αισθητήρας ταχύτητας ανέμου
Ένας μηχανικός αισθητήρας ταχύτητας ανέμου είναι ένας αισθητήρας που μπορεί να μετρά συνεχώς την ταχύτητα του ανέμου και τον όγκο του αέρα (όγκος αέρα = ταχύτητα ανέμου × επιφάνεια διατομής). Ο πιο συνηθισμένος αισθητήρας ταχύτητας ανέμου είναι ο αισθητήρας ταχύτητας ανέμου σε σχήμα κυπέλλου, ο οποίος λέγεται ότι εφευρέθηκε για πρώτη φορά από τον Robinson στη Βρετανία. Το τμήμα μέτρησης αποτελείται από τρία ή τέσσερα ημισφαιρικά κυπέλλια ανέμου, τα οποία είναι τοποθετημένα προς τη μία κατεύθυνση υπό ίση γωνία σε ένα περιστρεφόμενο βραχίονα στο κατακόρυφο έδαφος.
Αισθητήρας κατεύθυνσης ανέμου
Ο αισθητήρας κατεύθυνσης ανέμου είναι ένα είδος φυσικής συσκευής που ανιχνεύει και αντιλαμβάνεται τις πληροφορίες κατεύθυνσης του ανέμου περιστρέφοντας το βέλος κατεύθυνσης ανέμου και τις μεταδίδει στον ομοαξονικό επιλογέα κωδικοποίησης και ταυτόχρονα εξάγει την αντίστοιχη τιμή που σχετίζεται με την κατεύθυνση του ανέμου. Το κύριο σώμα του χρησιμοποιεί τη μηχανική δομή του ανεμοδείκτη. Όταν ο άνεμος φυσάει προς την ουρά του ανεμοδείκτη, το βέλος του ανεμοδείκτη θα δείχνει προς την κατεύθυνση του ανέμου. Προκειμένου να διατηρηθεί η ευαισθησία στην κατεύθυνση, χρησιμοποιούνται επίσης διάφοροι εσωτερικοί μηχανισμοί για τον προσδιορισμό της κατεύθυνσης του αισθητήρα ταχύτητας ανέμου.
2, υπερηχητικός αισθητήρας ταχύτητας και κατεύθυνσης ανέμου
Η αρχή λειτουργίας των υπερηχητικών κυμάτων είναι η χρήση της μεθόδου της υπερηχητικής διαφοράς χρόνου για τη μέτρηση της ταχύτητας και της κατεύθυνσης του ανέμου. Λόγω της ταχύτητας με την οποία ο ήχος ταξιδεύει στον αέρα, υπερτίθεται από την ταχύτητα της ροής του αέρα προς τα πάνω από τον άνεμο. Εάν το υπερηχητικό κύμα ταξιδεύει στην ίδια κατεύθυνση με τον άνεμο, η ταχύτητά του θα αυξηθεί. Από την άλλη πλευρά, εάν η κατεύθυνση διάδοσης των υπερήχων είναι αντίθετη από την κατεύθυνση του ανέμου, τότε η ταχύτητά του θα επιβραδυνθεί. Επομένως, υπό σταθερές συνθήκες ανίχνευσης, η ταχύτητα διάδοσης των υπερήχων στον αέρα μπορεί να αντιστοιχεί στη συνάρτηση ταχύτητας του ανέμου. Η ακριβής ταχύτητα και κατεύθυνση του ανέμου μπορεί να ληφθεί με υπολογισμό. Καθώς τα ηχητικά κύματα ταξιδεύουν στον αέρα, η ταχύτητά τους επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από τη θερμοκρασία. Ο αισθητήρας ταχύτητας ανέμου ανιχνεύει δύο αντίθετες κατευθύνσεις σε δύο κανάλια, επομένως η θερμοκρασία έχει αμελητέα επίδραση στην ταχύτητα των ηχητικών κυμάτων.
Ως αναπόσπαστο μέρος της ανάπτυξης της αιολικής ενέργειας, ο αισθητήρας ταχύτητας και κατεύθυνσης ανέμου επηρεάζει άμεσα την αξιοπιστία και την απόδοση παραγωγής ενέργειας του ανεμιστήρα και σχετίζεται άμεσα με τα κέρδη, την κερδοφορία και την ικανοποίηση της βιομηχανίας αιολικής ενέργειας. Προς το παρόν, οι αιολικοί σταθμοί βρίσκονται κυρίως σε άγριο φυσικό περιβάλλον, σε σκληρά μέρη, με χαμηλές θερμοκρασίες, περιβάλλον με μεγάλη σκόνη, ενώ οι απαιτήσεις του συστήματος για τη θερμοκρασία λειτουργίας και την αντοχή στην κάμψη είναι πολύ αυστηρές. Τα υπάρχοντα μηχανικά προϊόντα παρουσιάζουν μικρές ελλείψεις από αυτή την άποψη. Επομένως, οι υπερηχητικοί αισθητήρες ταχύτητας και κατεύθυνσης ανέμου μπορεί να έχουν ευρείες προοπτικές εφαρμογής στη βιομηχανία αιολικής ενέργειας.
Ώρα δημοσίευσης: 16 Μαΐου 2024