Hur en 3D-ultraljudsanemometer optimerade vindkraftverkens prestanda och energiproduktion

3D ultraljudsanemometer
Kämpar du med att fånga upp högfrekventa vindbyar som minskar vindkraftverkens effektivitet? Klarar inte traditionella mekaniska vindmätare av att tillhandahålla de exakta 3D-vinddata som behövs för att maximera energiproduktionen? En ledande vindkraftsoperatör i norra Skottland stod inför exakt dessa utmaningar - tills de började använda vår solid state 3D ultraljudsanemometer.
 

Kundprofil

 
  • Industri: Förnybar energi (drift av vindkraftverk)
  • Plats: Caithness, Skottland
  • Företag: En medelstor vindkraftsoperatör som förvaltar 24 turbiner över 800 hektar kustterräng
  • Grundläggande behov: En pålitlig 3D ultraljudsanemometer för att samla in högfrekventa, tredimensionella vinddata, optimera turbinens gir- och pitchreglering och maximera energiproduktionen samtidigt som den mekaniska belastningen på turbinens komponenter minskar.
 

Utmaning

 
Vindkraftsparkens gamla mekaniska vindmätare skapade kritisk ineffektivitet och prestandabegränsningar:
 
  1. Tröghetsdriven onoggrannhet: Mekaniska roterande komponenter kunde inte fånga upp högfrekventa vindbyar, vilket ledde till fördröjda turbinjusteringar och 8% förlorad energiproduktion under maximala vindförhållanden.
  2. Höga underhållskostnader: Salthaltig kustluft korroderade lager och växlar, vilket krävde underhåll varannan månad (12.000 euro per år) och täta byten av slitna delar.
  3. Begränsade data Dimension: Traditionella sensorer mätte bara horisontell vindhastighet/riktning och saknade kritisk vertikal vindskjuvningsdata som orsakade ojämn belastning på turbinen och ökad utmattning av komponenterna.
  4. Dataluckor under extrema förhållanden: Mekaniska vindmätare frös eller gick sönder under Skottlands hårda vinterstormar, vilket ledde till att 15% av kritisk vinddata inte registrerades och hindrade långsiktiga energiprognoser.
 
De behövde en solid state anemometer med 3D-mätningskapacitet, inga rörliga delar och extrem miljötålighet för att frigöra turbinprestanda.
 

Denna lösning är idealisk för:

  • Vindkraftsoperatörer optimerar kontrollen av turbinens gir och pitch
  • Projekt för förnybar energi som kräver 3D-vinddata för energiprognoser
  • Vindkraftsparker till havs och vid kusten behöver korrosionsbeständiga sensorer
  • Alla platser som utsätts för hårda vinterförhållanden (ner till -40°C)
  • Forskningsinstitut som studerar vertikal vindskjuvning och turbulens
 

Lösning

 
Vindkraftsparken använde 24 enheter av Veswe 3D ultraljudsanemometer (modell: VRS-CFSFX-&-3D-EX)- en i varje turbins gondol - med en skräddarsydd prestandaoptimering:
 
  • Icke-nervös 3D-mätning: Sex ultraljudssonder registrerar vindhastighet i X/Y/Z-axeln, horisontell/vertikal riktning, ljudhastighet och akustisk temperatur med 1 sekunds intervall, vilket eliminerar tröghetsrelaterade fördröjningar och fångar upp även vindbyarnas fluktuationer under en sekund.
  • Sömlös integrering av turbiner: RS485-utgång (Modbus-RTU-kompatibel) ansluten direkt till varje turbins styrsystem, vilket möjliggör realtidsjusteringar av yaw och pitch baserat på exakta 3D-vinddata.
  • Hållbarhet i extrema miljöer: IP66-klassat, korrosionsbeständigt hölje i rostfritt stål som tål saltstänk, temperaturer ned till -40°C och vindhastigheter på upp till 75 m/sek - vilket eliminerar dataluckor från vinterstormar och minskar underhållsbehovet.
  • Vektormedelvärdesberäkning för precision: Konfigurerbar vektormedelvärdesberäkning (jämfört med skalär medelvärdesberäkning) tog hänsyn till vindriktningen vid beräkning av medelhastigheten, vilket ger data som är optimerade för modellering av föroreningsspridning och turbinprestanda.
  • Molnbaserad övervakning: Data laddades upp till den kostnadsfria molnplattformen Veswe, vilket möjliggör fjärråtkomst till realtidsdata och historiska vinddata via mobilapp/PC för energiprognoser och underhållsplanering.
 

Resultat

 
Om 12 månader kommer Veswe 3D ultraljudsanemometer förändrade vindkraftsparkens verksamhet:
 
  • 11% Ökning av årlig energiproduktion: Exakta 3D-vinddata optimerade turbinens yaw/pitch-reglering, vilket minskade energiförlusterna på grund av felinställning och ökade den årliga produktionen med 11% (280.000 euro i extra intäkter).
  • 85% Minskade underhållskostnader: Inga rörliga delar eliminerade korrosion och slitage-relaterat underhåll, vilket minskade de årliga underhållskostnaderna från 12.000 euro till 1.800 euro.
  • 50% Minskning av utmattning i turbiner: Vertikala vindskjuvningsdata möjliggjorde balanserad belastning, vilket minskade komponentutmattningen och förlängde turbinens livslängd med uppskattningsvis 7 år.
  • 100% Datakomplettering: Solid state-design eliminerade stormrelaterade dataluckor och gav kompletta historiska vinddata för korrekta långsiktiga energiprognoser och rapportering av efterlevnad.
 

Offert från kund

 

“Veswe's 3D ultraljudsanemometer är ryggraden i vår optimering av vindkraftparkens prestanda. Den tröghetsfria 3D-datainsamlingen, den extrema hållbarheten och den sömlösa turbinintegreringen löste alla problem vi hade med mekaniska vindmätare. För operatörer av förnybar energi som behöver tillförlitliga ultraljudssensor för vind lösningar är det här guldstandarden - vi har sett en enorm ökning av produktionen och en enorm minskning av huvudvärken vid underhåll.”

 

- Driftchef, Caithness vindkraftpark

Fler kundcase

Kontakta oss

    Nyare
    Hur en regnmätare med tippande hink gav regional Agri-Tech möjlighet att optimera bevattningen och öka skördarna
    Tillbaka till listan
    Äldre Hur en WiFi-datalogger för temperatur och luftfuktighet förändrade produktionen i ett industriellt bageri Kvalitet & efterlevnad

    Relaterade projekt