近日,美國普渡大學(xué)和能源部桑迪亞國家實(shí)驗室的研究人員開(kāi)發(fā)出了一種新技術(shù),利用傳感器和計算軟件可持續監測風(fēng)機葉片所受應力,從而通過(guò)調節風(fēng)機以適應快速變化的風(fēng)力環(huán)境來(lái)提高發(fā)電效率。這一研究也是開(kāi)發(fā)更智能風(fēng)機結構工作的一部分。
試驗在美國農業(yè)部位于德州Bushland的農業(yè)研究服務(wù)實(shí)驗室的一架試驗風(fēng)機上開(kāi)展。在安裝葉片時(shí),工程師們將單軸和三軸加速計的傳感器嵌入風(fēng)機葉片中,通過(guò)自動(dòng)調節葉片槳距以及給發(fā)電機發(fā)出正確指令,智能系統傳感器可更好地控制風(fēng)機轉速。傳感器可以測量?jì)煞N類(lèi)型的加速度,即動(dòng)態(tài)加速度和靜態(tài)加速度,這對于精確測量?jì)煞N類(lèi)型加速度從而預計葉片承受的應力是必不可少的;傳感器數據還可以用來(lái)設計適應性更強的葉片:傳感器能夠測量不同方向產(chǎn)生的加速度,這對于精確地表征葉片的彎曲度和扭曲度以及靠近葉尖處的微小振動(dòng)(通常這種振動(dòng)會(huì )產(chǎn)生疲勞作用并可能給葉片帶來(lái)?yè)p害)很有必要。
研究結果顯示,利用三組傳感器和評價(jià)模型軟件,可以精確地顯示出葉片所受應力。普渡大學(xué)和桑迪亞實(shí)驗室已就該技術(shù)進(jìn)行了臨時(shí)專(zhuān)利申請。進(jìn)一步的研究仍在進(jìn)行中,研究人員期望將他們開(kāi)發(fā)的系統用于下一代風(fēng)機葉片中。相對于傳統葉片,新型葉片的曲度更大,從而對這種技術(shù)的應用帶來(lái)了更大的挑戰。研究人員表示,最終目的是將傳感器數據反饋給控制系統,精確調節各部件以?xún)?yōu)化效率。這一設計還能夠通過(guò)為控制系統提供關(guān)鍵及時(shí)的數據,提高風(fēng)機可靠性,從而預防強風(fēng)給風(fēng)機造成的災難性后果。