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智能風(fēng)機(jī)葉片或?qū)⑻岣唢L(fēng)電效率

【2016-12-26】

 近日，美國普渡大學(xué)和能源部桑迪亞國家實(shí)驗(yàn)室的研究人員開發(fā)出了一種新技術(shù)，利用傳感器和計(jì)算軟件可持續(xù)監(jiān)測風(fēng)機(jī)葉片所受應(yīng)力，從而通過調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)以適應(yīng)快速變化的風(fēng)力環(huán)境來提高發(fā)電效率。這一研究也是開發(fā)更智能風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)工作的一部分。 

    試驗(yàn)在美國農(nóng)業(yè)部位于德州Bushland的農(nóng)業(yè)研究服務(wù)實(shí)驗(yàn)室的一架試驗(yàn)風(fēng)機(jī)上開展。在安裝葉片時(shí)，工程師們將單軸和三軸加速計(jì)的傳感器嵌入風(fēng)機(jī)葉片中，通過自動調(diào)節(jié)葉片槳距以及給發(fā)電機(jī)發(fā)出正確指令，智能系統(tǒng)傳感器可更好地控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。傳感器可以測量兩種類型的加速度，即動態(tài)加速度和靜態(tài)加速度，這對于精確測量兩種類型加速度從而預(yù)計(jì)葉片承受的應(yīng)力是必不可少的；傳感器數(shù)據(jù)還可以用來設(shè)計(jì)適應(yīng)性更強(qiáng)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（通常這種振動會產(chǎn)生疲勞作用并可能給葉片帶來損害）很有必要。 

    研究結(jié)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(yīng)力。普渡大學(xué)和桑迪亞實(shí)驗(yàn)室已就該技術(shù)進(jìn)行了臨時(shí)專利申請。進(jìn)一步的研究仍在進(jìn)行中，研究人員期望將他們開發(fā)的系統(tǒng)用于下一代風(fēng)機(jī)葉片中。相對于傳統(tǒng)葉片，新型葉片的曲度更大，從而對這種技術(shù)的應(yīng)用帶來了更大的挑戰(zhàn)。研究人員表示，最終目的是將傳感器數(shù)據(jù)反饋給控制系統(tǒng)，精確調(diào)節(jié)各部件以優(yōu)化效率。這一設(shè)計(jì)還能夠通過為控制系統(tǒng)提供關(guān)鍵及時(shí)的數(shù)據(jù)，提高風(fēng)機(jī)可靠性，從而預(yù)防強(qiáng)風(fēng)給風(fēng)機(jī)造成的災(zāi)難性后果。