SmartBlades2 projesinden üç yenilikçi, 20 metre uzunluğundaki rotor kanatları, önümüzdeki dört ay boyunca Boulder, Colorado’da (ABD) rüzgar ve hava koşullarında test edilecek. Bu amaçla Fraunhofer Institute for Wind Energy Systems (IWES) tarafından tasarlanan ve Alman Havacılık ve Uzay Merkezi (DLR) tarafından üretilen rotor kanatları, ABD araştırma enstitüsü Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı’nın (NREL) test tesisinde başarıyla test edildi. Amerikan Enerji Bakanlığı (DOE) bünyesinde Ulusal Rüzgar Teknolojisi Merkezi (NWTC) kuruldu. Diğer şeylerin yanı sıra, ölçüm kampanyası, bir bükülme-burulma kaplini ile tasarlanan rotor kanatlarının oldukça değişken rüzgar hızlarında pik yükleri etkili bir şekilde azaltabildiğini netleştirmeyi amaçlamaktadır. Ölçüm sonuçları, akıllı rotor kanatlarının daha da geliştirilmesi için bir temel oluşturur. SmartBlades2 projesi, Federal Ekonomi ve Enerji Bakanlığı (BMWi) tarafından finanse ediliyor ve Rüzgar Enerjisi Araştırma Derneği tarafından ortaklar DLR, IWES ve ForWind ile endüstriyel ortaklar GE, Henkel, Nordex Acciona, SSB Wind Systems, Suzlon ile birlikte yürütülüyor. , Senvion ve WRD Wobben Araştırma ve Geliştirme .
Daha uzun ömür, daha yüksek verim
Bükülme-burulma kaplini ile donatılmış rotor kanatları, rüzgar koşullarına bağımsız olarak uyum sağlayabilir: Daha yüksek rüzgar hızlarında, rotor kanadı bükülür ve böylece rüzgara saldırı için daha az yüzey alanı sunar. Bu, sistem üzerindeki yükleri azaltır ve rotor kanatlarının hizmet ömrünü uzatır. Ölçüm kampanyasında yeni geliştirilen kanatların aeroelastik davranışını tam olarak kaydetmek için, ortaklar tarafından özel olarak geliştirilen ölçüm teknolojisi, Stade’deki DLR Hafif Üretim Teknolojisi Merkezi’nde (ZLP) üretim sırasında kanatlara entegre edildi (Colorado’daki rüzgar türbini düzeneğinin hızlandırılmış dizisi).
Rüzgar ve havada ilk test
DLR Kompozit Yapılar ve Adaptif Sistemler Enstitüsü’nden SmartBlades2 proje yöneticisi Zhuzhell Montano Rejas, “Bu ölçüm kampanyası, geliştirmelerimiz için ilk test. Rotor kanatlarımızın bu ücretsiz saha testinde nasıl davranacağını görmekten büyük heyecan duyuyoruz” diyor. Elde edilen bilgi, yeni nesil rüzgar türbinleri için simülasyon modellerini geliştirmek için kullanılacaktır. Fraunhofer IWES, ölçüm kampanyasından sorumlu: “Kanatlar üzerindeki deformasyonları, hızlanmaları ve gerilmeleri kaydetmek için, tüm kanat uzunluğu boyunca ölçüm yapılmasına izin veren çeşitli ölçüm sistemleri kullanıyoruz. Yüzeydeki rotor kanatları etrafındaki akış kaydediliyor. aerodinamik ölçüm sistemi ile.” , ölçüm kampanyasının başkanı IWES’ten Dr. Christian Kress’i bildiriyor. Rotor kanatlarının içinde, DLR, IWES ve SSB Rüzgar Sistemlerinden farklı sistemler kanatların rüzgar yükü altında ne kadar eğildiğini ve büküldüğünü ölçer. NREL tarafından sağlanan test türbini ayrıca kapsamlı ölçüm teknolojisi ile donatılmıştır.
Ölçüm sonuçları, NREL sistemleri ve Oldenburg Üniversitesi Rüzgar Enerjisi Araştırma Merkezi’nden (ForWind) bir SpinnerLIDAR (LIGHT Detection And Ranging) ölçüm cihazı tarafından toplanan rüzgar koşulları verileriyle ilişkilendirilir. SpinnerLIDAR, test tesisinin önünde veya arkasında rüzgar alanının bir bölümünü taramak için bir lazer kullanır. ForWind bilim adamı Prof. Dr. Martin Kuehn, “Bu bölümde, SpinnerLIDAR saniyede 300’den fazla noktayı ölçebilir” diyor. “Bu şekilde, geleneksel lidar ölçüm cihazlarıyla mümkün olmayan yüksek bir uzamsal çözünürlükle rüzgar hızlarını, rüzgar yönlerini, dikey rüzgar kesmesini ve yerel türbülansı kaydedebiliriz.”
Sensörler tarafından ölçülen yapısal davranışın rüzgar verileri ile karşılaştırılması, geliştirilen rotor kanatlarının istenilen davranışı sergileyip sergilemediğini gösterecektir. Ölçüm kampanyasının başında, türbinin akış üzerindeki etkisini daha iyi anlayabilmek için rüzgar türbininin arkasındaki iz akışı ölçülür. NREL’in üç kanatlı Gelişmiş Araştırma Türbini (CART3), ticari enerji üretimi için kullanılan bir tesisten farklı olarak, bilim adamlarının ani rotor yavaşlaması gibi çeşitli çalışma senaryolarını gerçekleştirmesine olanak tanır. Rocky Dağları’nın eteğindeki sahadaki rüzgar koşulları, kışın çok düşükten çok yükseğe ve sert rüzgar hızlarına kadar değişmektedir. Bu, araştırmacıların SmartBlades2 rotor kanatlarını çok çeşitli çevresel koşullar altında test etmelerini sağlar. Andrew Scholbrock, “NWTC’deki araştırma türbinimizdeki yeni rotor kanatlarını doğrulayabildiğimiz için mutluyuz. Bükme-burulma kaplini ile tasarlanan bu rotor kanatlarının gerçek koşullar altında pratikte nasıl davrandığını öğrenmekle de çok ilgileniyoruz” diyor. NREL’de çalışan , SmartBlades2 ölçüm kampanyasından sorumludur.
BMWi tarafından finanse edilen SmartBlades2 projesinin ortakları, ölçüm kampanyasından yeni rotor kanatlarının davranışı üzerinde anlamlı sonuçlar bekliyor. Doğrulama görevleri, ölçümler sırasında veri değerlendirmesiyle başlar ve 2019 sonbaharında projenin sonuna kadar devam eder. Proje, bükme-burulma kaplinli rotor kanatlarının daha da geliştirilmesinde endüstriyi destekler ve tanıtımın önünü açmalıdır. bu teknolojinin
Daha uzun ömür, daha yüksek verim
Bükülme-burulma kaplini ile donatılmış rotor kanatları, rüzgar koşullarına bağımsız olarak uyum sağlayabilir: Daha yüksek rüzgar hızlarında, rotor kanadı bükülür ve böylece rüzgara saldırı için daha az yüzey alanı sunar. Bu, sistem üzerindeki yükleri azaltır ve rotor kanatlarının hizmet ömrünü uzatır. Ölçüm kampanyasında yeni geliştirilen kanatların aeroelastik davranışını tam olarak kaydetmek için, ortaklar tarafından özel olarak geliştirilen ölçüm teknolojisi, Stade’deki DLR Hafif Üretim Teknolojisi Merkezi’nde (ZLP) üretim sırasında kanatlara entegre edildi (Colorado’daki rüzgar türbini düzeneğinin hızlandırılmış dizisi).
Rüzgar ve havada ilk test
DLR Kompozit Yapılar ve Adaptif Sistemler Enstitüsü’nden SmartBlades2 proje yöneticisi Zhuzhell Montano Rejas, “Bu ölçüm kampanyası, geliştirmelerimiz için ilk test. Rotor kanatlarımızın bu ücretsiz saha testinde nasıl davranacağını görmekten büyük heyecan duyuyoruz” diyor. Elde edilen bilgi, yeni nesil rüzgar türbinleri için simülasyon modellerini geliştirmek için kullanılacaktır. Fraunhofer IWES, ölçüm kampanyasından sorumlu: “Kanatlar üzerindeki deformasyonları, hızlanmaları ve gerilmeleri kaydetmek için, tüm kanat uzunluğu boyunca ölçüm yapılmasına izin veren çeşitli ölçüm sistemleri kullanıyoruz. Yüzeydeki rotor kanatları etrafındaki akış kaydediliyor. aerodinamik ölçüm sistemi ile.” , ölçüm kampanyasının başkanı IWES’ten Dr. Christian Kress’i bildiriyor. Rotor kanatlarının içinde, DLR, IWES ve SSB Rüzgar Sistemlerinden farklı sistemler kanatların rüzgar yükü altında ne kadar eğildiğini ve büküldüğünü ölçer. NREL tarafından sağlanan test türbini ayrıca kapsamlı ölçüm teknolojisi ile donatılmıştır.
Ölçüm sonuçları, NREL sistemleri ve Oldenburg Üniversitesi Rüzgar Enerjisi Araştırma Merkezi’nden (ForWind) bir SpinnerLIDAR (LIGHT Detection And Ranging) ölçüm cihazı tarafından toplanan rüzgar koşulları verileriyle ilişkilendirilir. SpinnerLIDAR, test tesisinin önünde veya arkasında rüzgar alanının bir bölümünü taramak için bir lazer kullanır. ForWind bilim adamı Prof. Dr. Martin Kuehn, “Bu bölümde, SpinnerLIDAR saniyede 300’den fazla noktayı ölçebilir” diyor. “Bu şekilde, geleneksel lidar ölçüm cihazlarıyla mümkün olmayan yüksek bir uzamsal çözünürlükle rüzgar hızlarını, rüzgar yönlerini, dikey rüzgar kesmesini ve yerel türbülansı kaydedebiliriz.”
Sensörler tarafından ölçülen yapısal davranışın rüzgar verileri ile karşılaştırılması, geliştirilen rotor kanatlarının istenilen davranışı sergileyip sergilemediğini gösterecektir. Ölçüm kampanyasının başında, türbinin akış üzerindeki etkisini daha iyi anlayabilmek için rüzgar türbininin arkasındaki iz akışı ölçülür. NREL’in üç kanatlı Gelişmiş Araştırma Türbini (CART3), ticari enerji üretimi için kullanılan bir tesisten farklı olarak, bilim adamlarının ani rotor yavaşlaması gibi çeşitli çalışma senaryolarını gerçekleştirmesine olanak tanır. Rocky Dağları’nın eteğindeki sahadaki rüzgar koşulları, kışın çok düşükten çok yükseğe ve sert rüzgar hızlarına kadar değişmektedir. Bu, araştırmacıların SmartBlades2 rotor kanatlarını çok çeşitli çevresel koşullar altında test etmelerini sağlar. Andrew Scholbrock, “NWTC’deki araştırma türbinimizdeki yeni rotor kanatlarını doğrulayabildiğimiz için mutluyuz. Bükme-burulma kaplini ile tasarlanan bu rotor kanatlarının gerçek koşullar altında pratikte nasıl davrandığını öğrenmekle de çok ilgileniyoruz” diyor. NREL’de çalışan , SmartBlades2 ölçüm kampanyasından sorumludur.
BMWi tarafından finanse edilen SmartBlades2 projesinin ortakları, ölçüm kampanyasından yeni rotor kanatlarının davranışı üzerinde anlamlı sonuçlar bekliyor. Doğrulama görevleri, ölçümler sırasında veri değerlendirmesiyle başlar ve 2019 sonbaharında projenin sonuna kadar devam eder. Proje, bükme-burulma kaplinli rotor kanatlarının daha da geliştirilmesinde endüstriyi destekler ve tanıtımın önünü açmalıdır. bu teknolojinin