오늘날 자원 부족과 환경 악화는 전국적으로 심각한 문제로 대두되고 있으며, 재생에너지를 합리적으로 개발하고 활용하는 방안이 광범위한 관심의 대상이 되고 있습니다. 무공해 재생에너지인 풍력 에너지는 높은 발전 잠재력을 가지고 있으며, 풍력 산업은 신에너지 분야로 자리매김하여 매우 성숙하고 발전 전망이 밝습니다. 풍속 센서와 초음파 풍속 센서 또한 널리 활용되고 있습니다.
첫째, 풍속 및 풍향 센서의 적용
풍속 및 풍향 센서는 풍력 발전에 널리 사용됩니다. 바람의 운동 에너지는 기계적 운동 에너지로 변환되고, 다시 기계적 에너지는 전기적 운동 에너지로 변환되는데, 이것이 바로 풍력 발전입니다. 풍력 발전의 원리는 바람을 이용하여 풍차 날개를 회전시키고, 감속기를 통해 회전 속도를 높여 발전기가 전기를 생산하도록 하는 것입니다.
풍력 발전은 매우 친환경적인 공정이지만, 풍력 발전의 안정성 부족으로 인해 다른 발전 방식에 비해 발전 비용이 높습니다. 따라서 풍력을 효과적으로 제어하고, 바람의 변화에 따라 발전량을 조절하며, 비용을 절감하기 위해서는 풍향과 풍속을 정확하고 시기적절하게 측정하여 팬을 제어해야 합니다. 또한, 풍력 발전 단지 부지 선정 시에도 합리적인 분석 기준을 제공하기 위해 풍속과 풍향을 사전에 예측해야 합니다. 따라서 풍속 및 풍향 센서를 사용하여 바람 매개변수를 정확하게 측정하는 것은 풍력 발전에 매우 중요합니다.
둘째, 풍속 및 풍향 센서의 원리
1, 기계식 풍속 및 풍향 센서
기계식 풍속 및 풍향 센서는 기계식 회전축의 존재로 인해 풍속 센서와 풍향 센서 두 가지 유형의 장비로 나뉩니다.
풍속 센서
기계식 풍속 센서는 풍속과 풍량(풍량 = 풍속 × 단면적)을 연속적으로 측정할 수 있는 센서입니다. 더 일반적인 풍속 센서는 윈드컵 풍속 센서로, 영국의 로빈슨이 처음 발명했다고 알려져 있습니다. 측정부는 세 개 또는 네 개의 반구형 윈드컵으로 구성되어 있으며, 수직 지면에 설치된 회전 브래킷에 같은 각도로 한 방향으로 장착됩니다.
풍향 센서
풍향 센서는 풍향 화살표의 회전을 통해 풍향 정보를 감지하고 동축 코드 다이얼로 전송하는 동시에 해당 풍향 관련 값을 출력하는 일종의 물리적 장치입니다. 본체는 풍향계의 기계적 구조를 사용하며, 바람이 풍향계의 꼬리 날개로 불면 풍향계의 화살표가 풍향을 가리킵니다. 풍향에 대한 민감도를 유지하기 위해 다양한 내부 메커니즘을 사용하여 풍속 센서의 방향을 식별합니다.
2, 초음파 풍속 및 풍향 센서
초음파의 작동 원리는 초음파 시간차법을 사용하여 풍속과 풍향을 측정하는 것입니다. 소리가 공기를 통과하는 속도 때문에 바람에서 위쪽으로 흐르는 공기의 속도와 중첩됩니다. 초음파가 바람과 같은 방향으로 진행하면 속도가 증가합니다. 반면에 초음파 전파 방향이 풍향과 반대이면 속도가 느려집니다. 따라서 고정된 감지 조건에서 공기 중 초음파 전파 속도는 풍속 함수와 일치할 수 있습니다. 정확한 풍속과 풍향은 계산을 통해 얻을 수 있습니다. 음파는 공기를 통과하기 때문에 속도는 온도의 영향을 크게 받습니다. 풍속 센서는 두 채널에서 두 개의 반대 방향을 감지하므로 온도는 음파 속도에 거의 영향을 미치지 않습니다.
풍력 발전에 필수적인 요소인 풍속 및 풍향 센서는 팬의 신뢰성과 발전 효율에 직접적인 영향을 미칠 뿐만 아니라 풍력 발전 산업의 수익, 수익성, 그리고 만족도와도 직결됩니다. 현재 풍력 발전소는 대부분 극한의 자연 환경, 저온, 먼지가 많은 환경에 위치하고 있어 시스템의 작동 온도 및 굽힘 저항에 대한 요구 조건이 매우 까다롭습니다. 기존 기계 제품은 이러한 측면에서 다소 부족합니다. 따라서 초음파 풍속 및 풍향 센서는 풍력 발전 산업에서 광범위한 응용 가능성을 가질 수 있습니다.
게시 시간: 2024년 5월 16일