Je, mitambo ya upepo inaweza kustahimili hali mbaya ya hewa kama vile vimbunga, mwendo kasi na mapigo ya radi? Je, muundo wa kiotomatiki unaostahimili breki na dhoruba unategemewa?

Windrider's Shield: Jinsi Mitambo ya Kisasa ya Upepo Hukabiliana na Changamoto ya Hali ya Hewa Iliyokithiri
Vimbunga vinapoharibu maeneo ya pwani kwa dhoruba ya mvua, umeme na ngurumo zinapopita angani, mitambo ya kisasa ya upepo iliyosimama kwenye tuyeres hukutana na jaribio kuu la asili kwa mkao wao thabiti. Hawachukui wachukuzi tu, lakini wanakuwa washikaji upepo ambao husimama kidete katika dhoruba na mfululizo wa miundo ya "ulinzi hai" na "uimarishaji wa passiv". Teknolojia iliyo nyuma yake ni zaidi ya mawazo ya watu.

1, 'Ubongo mwema' wa kupambana na kasi na dhoruba: mfumo wa kudhibiti kiotomatiki

Nguvu za vimbunga ni kubwa sana, huku kasi ya upepo ikizidi sana safu ya uendeshaji iliyokadiriwa ya mitambo ya upepo. Katika hatua hii, "ubongo mwerevu" wa turbine ya upepo - mfumo wa kudhibiti kiotomatiki - huanza kuchukua jukumu muhimu, na msingi wake ukiwa ni breki ya kiotomatiki (yaw na mfumo wa lami).

Udhibiti wa lami: Huu ndio safu ya kwanza muhimu zaidi ya ulinzi. Wakati kasi ya upepo inapozidi thamani iliyopimwa (kawaida kuhusu mita 25 kwa pili), mfumo wa udhibiti utatoa maagizo mara moja ili kuendesha fani kubwa kwenye mizizi ya vile, na kusababisha blade nzima kuzunguka kwa pembe ya "feathering" au "upepo wa brashi". Hii inabadilisha sana angle ya mashambulizi ya vile, kupunguza kwa ufanisi ufanisi wa kukamata wa nishati ya upepo na kuleta utulivu wa uzalishaji wa nguvu ndani ya safu salama. Hata kama kasi ya upepo itaendelea kuongezeka, vile vile bado vinaweza kutandaza kikamilifu, kuruhusu feni kuingia katika hali ya uvivu inayofanana na "isiyo na upande", kupunguza kasi ya mzunguko na kulinda muundo wa kitengo. Mfumo huu kwa kawaida huwa na chelezo nyingi za majimaji au za umeme, zenye kutegemewa sana.

Mfumo wa Yaw: Kabla ya dhoruba kukaribia, mwelekeo wa upepo unaweza kubadilika sana. Mfumo wa miayo huendesha kabati nzima kuzunguka, kuhakikisha kuwa turbine ya upepo daima inakabiliwa na mwelekeo wa upepo. Hii inaweza kuzuia upepo mkali usisababishe mizigo mikubwa isiyolingana kwenye mnara na msingi, kuhakikisha kwamba feni inaweza kuhimili shinikizo la upepo kwa upinzani mkali zaidi wa mbele. Katika hali mbaya, mfumo unaweza hata kusababisha cabin kugeuka kikamilifu kutoka kwa mwelekeo wa upepo uliopo na kupakua zaidi.

Uhakikisho wa kutegemewa: Mifumo hii kwa vyovyote si 'kamari'. Zinatumia muundo wa viwango vingi vya urekebishaji, kama vile usambazaji wa nishati mbadala, mfumo huru wa majimaji, na vihisi vingi vinavyojitegemea kwa ufuatiliaji wa wakati halisi wa kasi ya upepo na kasi ya mzunguko. Mara tu mfumo mkuu unaposhindwa, mfumo wa chelezo utachukua mara moja. Kwa kuongeza, wameunganishwa kwa wakati halisi na kituo cha ufuatiliaji wa kijijini, kuruhusu wahandisi kuingilia kati wakati wowote na kwa manually kufanya shughuli za kinga.

2. Mwili mgumu na dhabiti: muundo wa muundo unaostahimili dhoruba

Mbali na 'ubongo' mzuri, shabiki pia anahitaji 'mwili' ambao unaweza kustahimili athari.

Viwango vya usanifu: Mitambo ya kisasa ya upepo, hasa ile inayotumika katika maeneo ya pwani na yenye dhoruba, imefuata viwango vikali vya kimataifa (kama vile IEC Class IA) tangu mwanzo wa muundo wao. Vigezo vyao vya kubuni ni kuhimili kasi ya upepo mkali (hadi mita 70 kwa sekunde au zaidi) na mawimbi makubwa ambayo hutokea mara moja kila baada ya miaka 50 au hata 100.

Uimarishaji wa miundo: Kila sehemu, kuanzia msingi, mnara, chumba cha injini hadi vile vile, imeimarishwa. Mnara umetengenezwa kwa chuma kinene chenye nguvu nyingi; Muundo wa ndani wa blade umeboreshwa na kuingizwa na nyenzo za nyuzi za kaboni ili kuongeza upinzani wake wa kupiga na torsional; Bolts zote za kuunganisha na fani zimepitia mahesabu maalum na usindikaji ili kuhimili mizigo mikubwa inayopishana.

**Muundo wa aerodynamic: Umbo la aerodynamic la blade zenyewe limeboreshwa kwa uangalifu ili kupunguza mtetemo na mtetemo unaosababishwa na aerodynamics, hata chini ya hali ya vimbunga, na kuzuia kutofaulu kwa uchovu wa nyenzo.

3, fimbo ya umeme ili kukabiliana na 'adhabu ya mbinguni': ulinzi wa kina wa umeme

Mitambo ya upepo iliyosimama kwa urefu katika maeneo ya wazi ni shabaha za asili za kupigwa kwa umeme. Mfumo wa ulinzi wa umeme ni mradi wa kina:

Mfumo wa ulinzi wa umeme: Vizuia umeme vya chuma kwa kawaida hupachikwa kwenye ncha ya vile vile, kama "helmeti ya fimbo ya umeme" inayovaliwa kwenye turbine ya upepo.

Mfumo wa kuongoza chini: Mkondo unaongozwa hadi kitovu kupitia nyaya za conductive zilizopachikwa ndani ya vile, na kisha kupitishwa chini kupitia waya maalum kwenye mnara.

Mfumo wa kutuliza ardhi: Gridi kubwa ya kutuliza imezikwa chini ya ardhi, na kutawanya mkondo mkubwa wa umeme ardhini na kulinda vifaa vya usahihi vya umeme ndani ya turbine ya upepo.

Muundo wa chaneli nzima lazima uwe na kizuizi cha chini na endelevu ili kuhakikisha kutokwa kwa usalama kwa nishati ya mgomo wa umeme. Kabla ya kuondoka kwenye kiwanda, vile vile hupitia majaribio makali ya umeme ili kuthibitisha uwezo wao wa ulinzi.

Hitimisho: Je, muundo wa kusimama kiotomatiki na unaostahimili dhoruba unategemewa?

Jibu ni: kuaminika sana chini ya hali ya kubuni na uthibitishaji.

Baada ya miongo kadhaa ya maendeleo, tasnia ya kisasa ya nishati ya upepo imekusanya kiasi kikubwa cha data ya hali ya hewa, uzoefu wa uhandisi, na mafunzo yaliyopatikana kutokana na kushindwa. Leo, kila turbine ya upepo iliyoundwa kwa ajili ya mazingira yaliyokithiri ni kilele cha sayansi ya kisasa ya nyenzo, hali ya hewa, mechanics ya miundo, na teknolojia ya udhibiti wa kiotomatiki. Kuegemea kwake hakutokani na sehemu moja, lakini kutoka kwa uhandisi wa mfumo wa ulinzi usio na tabaka nyingi:

Ufuatiliaji wa wakati halisi (hatari inayoonekana)

Udhibiti amilifu (piga na kupiga mwayo ili kukwepa na kupakua)

Ulinzi tulivu (muundo thabiti wa kupinga athari)

Ulinzi maalum (kinga ya umeme, kuzuia kutu, nk)

Bila shaka, kuegemea kabisa haipo. Kumekuwa na matukio katika historia ambapo mitambo ya upepo ilianguka wakati wa vimbunga vikubwa, lakini hii mara nyingi ilisababisha sekta nzima kusasisha viwango vya muundo, kupitisha mipaka ya usalama ya kihafidhina, na kutumia teknolojia za juu zaidi. Kama vile wanadamu hawajawahi kuacha kusafiri kwa sababu ya dhoruba, hatutaacha kutumia nishati ya upepo. Majitu haya meupe yaliyosimama kati ya mbingu na dunia ni mashahidi wa densi ya akili ya mwanadamu na nguvu za asili, wakilinda mustakabali mzuri wa nishati safi na kuegemea kwao kuongezeka.