新技术造就“智能”叶片

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新技术造就“智能”叶片


2010-7-1  LM Wind Power公司



LM Wind Power参加了另一项高水准的研究项目，旨在提高风能的竞争力。该项日由空气动力学部门高级经理Peter Fuglsang负责，目的是通过集成LIDAR技术，制造出能够根据预测的风力条件凋整位置的“智能”叶片。这样，不仅可以延长叶片的寿命，而且可以加大叶片的长度，此外，这种技术还有望降低所需的维护成本。

“目前的叶片监测技术是在叶片受到影响之后才测量其承受的荷载，而借助LIDAR技术，我们可以在风力到达叶片之前的一瞬间精确地测量出叶片将要面对的风力条件。” LM Wind Power的Peter Fuglsang指出，“这样，我们就可以事先对叶片进行编程，尽可能地从风中汲取能量，同时减轻风力带来的某些荷载。通过将这一技术应用于叶片，发电量有望提高多达5%。”。这听起来似乎微不足道，但如果有1/10的风轮机安装了LIDAR技术，那么到2025年，增加的发电量将达到82 TWh，相当于丹麦全国耗电量的两倍以上。

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图1 借助LIDAR技术，可以精确地测量出叶片将要面对的风力条件，
从而事先对叶片进行编程，尽可能地从风中汲取能量

有“眼睛”的叶片

LIDAR是一种基于激光的风力传感系统。LIDAR技术问世已有多年，但LM Wind Power是第一个将其应用于风轮机叶片的企业。在LM Wind Power以前的叶片监测技术中，只有风力条件经过叶片后，才会监测由其带来的叶片瞬时荷载，而LIDAR系统则根据我们从以前的技术中总结的经验加以改进。

新技术使我们可以采取与以前的技术截然相反的做法，即预测将来的风力条件。LIDAR系统会扫描吹来的风，然后由计算机处理传入的数据。接下来，系统会在风力到达叶片之前对风轮机进行凋整，以尽可能高的效率利用风能。此外，叶片也可以通过调整位置来减轻某些过高的风力荷载。“基本上，过去我们是看着‘后视镜’思考叶片经历过怎样的风力条件，而现在则能够实时测量风力，让叶片或风轮机立即做出反应。”Peter Fuglsang解释道。

LIDAR项日是由RisØ DTU 和NKT Photonics联合进行的一项风险投资．从2010年4月开始，将历时3年。该项目获得了丹麦国家先进技术基金的资助。“LM Wind Power在该项口中的任务是确定对于LIDAR系统的需求。随后，NKT和RISØ将利用这些需求作为开发该系统的依据。而接下来的步骤则是在叶片上实施这一系统，然后在风轮机上进行测试。”Peter Fuglsang说。

安装了LIDAR技术的第一台风轮机原型产品有望在2012年准备就绪。据预测，我们将能够在2014年向客户供应“智能”叶片。