En el entorno actual, la escasez de recursos y el deterioro ambiental se han convertido en un problema muy grave en todo el país, y el desarrollo y uso racional de las energías renovables se ha convertido en un tema de gran preocupación. La energía eólica, como energía renovable libre de contaminación, tiene un gran potencial de desarrollo. La industria eólica se ha convertido en un nuevo campo energético, con una gran madurez y perspectivas de desarrollo. Los sensores de velocidad del viento y los sensores ultrasónicos de velocidad del viento también se han utilizado ampliamente.
En primer lugar, la aplicación del sensor de velocidad y dirección del viento.
Los sensores de velocidad y dirección del viento se utilizan ampliamente en la generación de energía eólica. La energía cinética del viento se convierte en energía cinética mecánica, y esta última en energía cinética eléctrica, que es la energía eólica. El principio de la generación de energía eólica consiste en utilizar el viento para impulsar la rotación de las palas del aerogenerador y, posteriormente, aumentar la velocidad de rotación mediante un reductor de velocidad para que el generador genere electricidad.
Si bien el proceso de generación de energía eólica es sumamente respetuoso con el medio ambiente, su inestabilidad incrementa su costo en comparación con otras fuentes de energía. Por lo tanto, para controlar adecuadamente la energía eólica, adaptarla a las variaciones del viento para alcanzar la generación de potencia máxima y reducir el costo, es fundamental medir con precisión y a tiempo la dirección y velocidad del viento para controlar el ventilador en consecuencia. Además, la selección del emplazamiento de los parques eólicos requiere predecir con antelación la velocidad y dirección del viento para obtener una base de análisis razonable. Por lo tanto, el uso de sensores de velocidad y dirección del viento para medir con precisión los parámetros eólicos es crucial en la generación de energía eólica.
En segundo lugar, el principio del sensor de velocidad y dirección del viento.
1, sensor mecánico de velocidad y dirección del viento
Sensor mecánico de velocidad y dirección del viento debido a la existencia de un eje giratorio mecánico, se divide en dos tipos de equipos: sensor de velocidad del viento y sensor de dirección del viento:
Sensor de velocidad del viento
Un sensor mecánico de velocidad del viento mide continuamente la velocidad del viento y el volumen de aire (volumen de aire = velocidad del viento × área de la sección transversal). El sensor más común es el sensor de velocidad del viento de copa, inventado, según se dice, por Robinson en Gran Bretaña. La sección de medición consta de tres o cuatro copas hemisféricas, montadas en una dirección y con el mismo ángulo sobre un soporte giratorio en posición vertical.
Sensor de dirección del viento
El sensor de dirección del viento es un dispositivo físico que detecta la información de la dirección del viento mediante la rotación de la flecha, la transmite al dial coaxial y, al mismo tiempo, genera el valor correspondiente. Su cuerpo principal utiliza la estructura mecánica de una veleta: cuando el viento sopla hacia el ala de cola de la veleta, la flecha indica la dirección del viento. Para mantener la sensibilidad a la dirección, el sensor de velocidad del viento utiliza diferentes mecanismos internos para identificar la dirección.
2, sensor ultrasónico de velocidad y dirección del viento
El principio de funcionamiento de la onda ultrasónica es utilizar el método de diferencia de tiempo ultrasónico para medir la velocidad y dirección del viento. Debido a la velocidad a la que el sonido viaja a través del aire, se superpone a la velocidad del flujo de aire ascendente del viento. Si la onda ultrasónica viaja en la misma dirección que el viento, su velocidad aumentará; por otro lado, si la dirección de propagación del ultrasonido es opuesta a la dirección del viento, entonces su velocidad disminuirá. Por lo tanto, bajo condiciones de detección fijas, la velocidad de propagación ultrasónica en el aire puede corresponder a la función de velocidad del viento. La velocidad y dirección precisas del viento se pueden obtener mediante cálculo. A medida que las ondas sonoras viajan a través del aire, su velocidad se ve muy afectada por la temperatura; el sensor de velocidad del viento detecta dos direcciones opuestas en dos canales, por lo que la temperatura tiene un efecto insignificante en la velocidad de las ondas sonoras.
Como parte indispensable del desarrollo de la energía eólica, los sensores de velocidad y dirección del viento afectan directamente la fiabilidad y la eficiencia energética del ventilador, además de estar directamente relacionados con las ganancias, la rentabilidad y la satisfacción del sector. Actualmente, las centrales eólicas se ubican principalmente en entornos naturales agrestes, con bajas temperaturas y gran cantidad de polvo, y con requisitos muy exigentes de temperatura de trabajo y resistencia a la flexión. Los productos mecánicos existentes presentan algunas deficiencias en este aspecto. Por lo tanto, los sensores ultrasónicos de velocidad y dirección del viento tienen amplias posibilidades de aplicación en la industria eólica.
Hora de publicación: 16 de mayo de 2024