En ny tilgang er tilgængelig til realtidsovervågning af den strukturelle sundhed for vindmøllekomponenter under udsættelse for turbulens.
Fysikere har nu udviklet en ny metode til analyse af de elastiske egenskaber ved mekaniske strukturer udsat for forstyrrelser i lighed med turbulenser, der påvirker vindmøller. Disse resultater er ved at blive offentliggjort i EPJ B af Philip Rinn og hans kolleger ved ForWind Center for Wind Energy Research på University of Oldenburg, Tyskland.
En betydelig procentdel af omkostningerne til vindenergi skyldes vindmøllefejl, da komponenter svækkes under turbulente luftstrømningsforhold og skal udskiftes. Udfordringen for teamet var at finde en metode til at opdage træthed i vindmøllernes dele uden at skulle fjerne hver af komponenterne, og mens turbinen er i drift.
Billedkredit: Shutterstock / zhu difeng
Indtil nu har standardmetoder været afhængige af såkaldt spektralanalyse, der ser på den forskellige frekvensrespons. Men disse målinger forvrænges af de turbulente arbejdsforhold. Som et resultat opdager disse afsløringsmetoder ofte kun rigtig store skader, som en revne, der dækker mere end 50 procent af et blad. Forfatterne brugte en simpel eksperimentel opsætning af ubeskadigede og beskadigede bjælkestrukturer og udsatte dem for ophidselser, der indeholdt et element af forstyrrende vibrationer eller støj, der er foretaget af forskellige turbulente vindforhold.
Den analytiske metode, de udviklede, gjorde det muligt for dem at skelne mellem dynamik, der tilskrives mekaniske egenskaber, såsom stivhed af bladet og dem, der tilskrives forstyrrende støj, såsom turbulenser. Forfatterne demonstrerede, at de var i stand til nøjagtigt at detektere de skiftende mekaniske egenskaber af strålematerialet baseret på en analyse af de mekaniske vibrationer. I sidste ende, når fremgangsmåden er yderligere raffineret, kunne denne bruges til at identificere materialetræthed eller u-strammede skruer, for eksempel og blive anvendt på mere komplekse strukturer, såsom bil- eller flydele.
Via Springer