Nel contesto attuale, la carenza di risorse e il degrado ambientale sono diventati un problema molto diffuso in tutto il Paese; sviluppare e utilizzare in modo razionale le energie rinnovabili è diventato un tema caldo e di diffusa preoccupazione. L'energia eolica, in quanto fonte di energia rinnovabile priva di inquinamento, ha un grande potenziale di sviluppo; l'industria eolica è diventata un nuovo settore energetico, con prospettive di sviluppo molto mature, mentre i sensori di velocità del vento e i sensori di velocità del vento a ultrasuoni sono ampiamente utilizzati.
In primo luogo, l'applicazione del sensore di velocità e direzione del vento
I sensori di velocità e direzione del vento sono ampiamente utilizzati nella generazione di energia eolica. L'energia cinetica del vento viene convertita in energia cinetica meccanica, che a sua volta viene convertita in energia cinetica elettrica, ovvero l'energia eolica. Il principio della generazione di energia eolica consiste nell'utilizzare il vento per azionare la rotazione delle pale del mulino a vento, per poi aumentare la velocità di rotazione tramite un riduttore di velocità, in modo da favorire la generazione di elettricità da parte del generatore.
Sebbene il processo di generazione dell'energia eolica sia estremamente ecologico, la sua scarsa stabilità ne aumenta i costi rispetto ad altre fonti di energia. Pertanto, per controllare efficacemente l'energia eolica, adattarla alle variazioni del vento per ottenere la potenza massima e ridurre i costi, è necessario misurare con precisione e tempestività la direzione e la velocità del vento, al fine di controllare di conseguenza la ventola. Inoltre, la scelta del sito per i parchi eolici richiede anche una previsione anticipata della velocità e della direzione del vento per fornire una base di analisi ragionevole. Pertanto, l'utilizzo di sensori di velocità e direzione del vento per misurare accuratamente i parametri del vento è fondamentale nella generazione di energia eolica.
In secondo luogo, il principio del sensore di velocità e direzione del vento
1, sensore meccanico di velocità e direzione del vento
Sensore meccanico di velocità e direzione del vento: grazie all'esistenza di un albero rotante meccanico, si divide in sensore di velocità del vento e sensore di direzione del vento, due tipi di apparecchiature:
Sensore di velocità del vento
Un sensore di velocità del vento meccanico è un sensore in grado di misurare in modo continuo la velocità del vento e il volume d'aria (volume d'aria = velocità del vento × sezione trasversale). Il sensore di velocità del vento più comune è il sensore di velocità del vento a coppa, che si dice sia stato inventato per la prima volta da Robinson in Gran Bretagna. La sezione di misurazione è costituita da tre o quattro coppe emisferiche, montate in una direzione con un angolo uguale su una staffa rotante fissata al terreno verticale.
Sensore di direzione del vento
Il sensore di direzione del vento è un tipo di dispositivo fisico che rileva e percepisce le informazioni sulla direzione del vento tramite la rotazione della freccia di direzione del vento, trasmettendole al quadrante di codifica coassiale e fornendo contemporaneamente il valore corrispondente alla direzione del vento. Il suo corpo principale utilizza la struttura meccanica della banderuola: quando il vento soffia sull'ala di coda della banderuola, la freccia della banderuola indicherà la direzione del vento. Per mantenere la sensibilità alla direzione, vengono utilizzati anche diversi meccanismi interni per identificare la direzione del sensore di velocità del vento.
2, sensore di velocità e direzione del vento a ultrasuoni
Il principio di funzionamento delle onde ultrasoniche consiste nell'utilizzare il metodo della differenza di tempo ultrasonica per misurare la velocità e la direzione del vento. A causa della velocità con cui il suono viaggia nell'aria, la velocità del flusso d'aria ascendente derivante dal vento si sovrappone a quella del suono. Se l'onda ultrasonica viaggia nella stessa direzione del vento, la sua velocità aumenta; d'altra parte, se la direzione di propagazione degli ultrasuoni è opposta alla direzione del vento, la sua velocità diminuisce. Pertanto, in condizioni di rilevamento fisse, la velocità di propagazione degli ultrasuoni nell'aria può corrispondere alla funzione della velocità del vento. Velocità e direzione del vento precise possono essere ottenute mediante calcolo. Poiché le onde sonore viaggiano nell'aria, la loro velocità è fortemente influenzata dalla temperatura; il sensore di velocità del vento rileva due direzioni opposte su due canali, quindi la temperatura ha un effetto trascurabile sulla velocità delle onde sonore.
In quanto componente indispensabile dello sviluppo dell'energia eolica, i sensori di velocità e direzione del vento influiscono direttamente sull'affidabilità e sull'efficienza di generazione di energia del ventilatore, e sono direttamente correlati ai profitti, alla redditività e alla soddisfazione del settore eolico. Attualmente, gli impianti eolici sono per lo più situati in ambienti naturali selvaggi, in luoghi ostili, con basse temperature e elevata presenza di polvere; i requisiti di temperatura di esercizio e resistenza alla flessione del sistema sono molto severi. I prodotti meccanici esistenti sono leggermente carenti sotto questo aspetto. Pertanto, i sensori di velocità e direzione del vento a ultrasuoni potrebbero avere ampie prospettive di applicazione nel settore eolico.
Data di pubblicazione: 16-05-2024