Os modernos geradores eólicos estão "se preparando" para a recepção do vento muito antes que ele apareça

O artigo descreve novos equipamentos que permitem que os geradores eólicos se ajustem automaticamente ao fluxo de ar.

Parece que coletar energia eólica é uma questão simples. O ar passa pelas pás da turbina, fazendo com que ela gire. A turbina aciona o gerador. Um gerador produz eletricidade. Mas, de fato, nem tudo é tão simples.

Os geradores eólicos sem falhas são instalados na área onde as tempestades costumam ocorrer. Um vento forte pode danificar ou até destruir turbinas a ar se estiverem no ângulo errado. Eles devem ser ajustados para que as rajadas poderosas girem, não destruam as lâminas. Esse ajuste é comum no trabalho com equipamentos de turbinas.

Esse processo pode facilitar bastante a tecnologia criada Torben Mikkelsen e seus colegas do Laboratório Nacional Dinamarquês de Fontes de Energia Sustentável Risoe DTU. O Dr. Mikkelsen está trabalhando em um sistema que permite que cada gerador faça a varredura contra o vento e pré-ajuste das lâminas.

A tecnologia principal chamada lidar (LIDAR - um localizador de laser infravermelho meteorológico) é conhecido desde os anos 70. Como o radar, ele envia ondas eletromagnéticas e depois analisa aquelas que retornaram, determinando o que elas estão combatendo.

O grande comprimento de onda do radar permite detectar apenas objetos grandes. O lidar usa ondas de luz. Seu comprimento é muito menor e eles facilmente combatem objetos pequenos. A propósito, a visão humana é baseada em ondas de luz. Ondas curtas usadas em lidar de vento, repele pequenas partículas, como gotas de água, poeira, pólen e cristais de sal, cujo movimento pode determinar com relativa precisão a velocidade do vento.

Mikkelsen e seus colegas decidiram que o lidar poderia escanear o vento iminente e determinar seu comportamento antes do contato com a turbina. Para testar sua idéia, eles instalaram lidares em Turbinas eólicas de 120 metros em Hovsor, um campo de treinamento dinamarquês para esse tipo de tecnologia.

Os Lidars analisaram o vento que se aproximava usando um laser que emitia luz infravermelha com um comprimento de onda de 1,55 mícrons. A luz dispersa foi capturada por um dispositivo sensível que detecta o retorno de até um fóton (a partícula mecânica quântica que compõe a luz) de milhares de bilhões liberados pelo laser.

O dispositivo mede a velocidade do vento a uma altitude de 40, 60, 80 e 100 metros acima do solo por 100-200 metros em frente à turbina. Em seguida, os dados coletados são comparados com as medições de vento com um anemômetro de copo (que gira no vento, mede sua velocidade) para calibrar o lidar. Depois disso, um computador que analisa informações do lidar pode ser conectado a motores que ajustam o ângulo das pás da turbina para aumentar a quantidade de energia produzida e reduzir a possibilidade de danos.

Os cientistas conseguiram obter dados precisos em todas as alturas perto da turbina. Porém, ao instalar o dispositivo no local, vários problemas surgiram. Dirigindo o feixe de laser no ar, de baixo para cima, ele analisou o 'cone' com o ponto de partida na base da turbina. Assim, você pode calcular a velocidade do vento, mas não consegue descobrir como ela muda em uma zona de 200 metros perto do gerador. Para coletar dados, o raio laser lidar deve ser enviado do centro da própria turbina aérea.

A instalação de um lidar no centro do gerador eólico causou dificuldades devido à força centrífuga decorrente da rotação. Para a operação normal do lidar, os pesquisadores substituíram o dispositivo tradicional, no qual o feixe é guiado por espelhos, um novo desenvolvimento com um sistema de fibra óptica.

Segundo Michael Harris, porta-voz da Natural Power, desenvolvedora de turbinas eólicas sediada no Reino Unido, o centro da turbina está se transformando em algo como um secador de tambor. A probabilidade de o novo dispositivo falhar é muito menor, pois nele a luz passa através do cabo.

Outro problema que os cientistas encontraram ao instalar o lidar é o ruído elétrico do gerador. Um detector sensível pode se desviar sob a influência de correntes dispersas. Os pesquisadores sugeriram envolver o lidar em um material de proteção que aterre o excesso de energia.

O resultado é um sistema que melhora a produção de eletricidade em 5%. Talvez o número não seja impressionante, mas para uma turbina com capacidade de 4 megawatts, a economia é de 38.000 dólares. por ano. Não se esqueça de aumentar a vida útil das pás e do próprio gerador.

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