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智能风机叶片或将提高风电效率

【2016-12-26】

 近日,美国普渡大学和能源部桑迪亚国家实验室的研究人员开发出了一种新技术,利用传感器和计算软件可持续监测风机叶片所受应力,从而通过调节风机以适应快速变化的风力环境来提高发电效率。这一研究也是开发更智能风机结构工作的一部分。 

    试验在美国农业部位于德州Bushland的农业研究服务实验室的一架试验风机上开展。在安装叶片时,工程师们将单轴和三轴加速计的传感器嵌入风机叶片中,通过自动调节叶片桨距以及给发电机发出正确指令,智能系统传感器可更好地控制风机转速。传感器可以测量两种类型的加速度,即动态加速度和静态加速度,这对于精确测量两种类型加速度从而预计叶片承受的应力是必不可少的;传感器数据还可以用来设计适应性更强的叶片:传感器能够测量不同方向产生的加速度,这对于精确地表征叶片的弯曲度和扭曲度以及靠近叶尖处的微小振动(通常这种振动会产生疲劳作用并可能给叶片带来损害)很有必要。 

    研究结果显示,利用三组传感器和评价模型软件,可以精确地显示出叶片所受应力。普渡大学和桑迪亚实验室已就该技术进行了临时专利申请。进一步的研究仍在进行中,研究人员期望将他们开发的系统用于下一代风机叶片中。相对于传统叶片,新型叶片的曲度更大,从而对这种技术的应用带来了更大的挑战。研究人员表示,最终目的是将传感器数据反馈给控制系统,精确调节各部件以优化效率。这一设计还能够通过为控制系统提供关键及时的数据,提高风机可靠性,从而预防强风给风机造成的灾难性后果。