Serwozawór z wbudowanym sterowaniem eliminuje układ PLC (programowalny kontroler logiczny)
Inżynierowie z Moog Inc. oraz Made Tecnologías Renovables (producenta turbin powietrznych) zaprojektowali i wyprodukowali samosterujący serwozawór, który zmienia kąt ustawienia łopatek, eliminując zewnętrzne układy sterowania. – Zawór zapewnia precyzyjne ustawienie łopatek w chorągiewkę w odpowiedzi na fluktuacje siły i kierunku wiatru. Steruje kątem ustawienia każdej łopatki, gdy zataczają one pełny obrót, a obciążenie zmienia się z powodu gradientu prędkości wiatru. Zawory zapewniają też określony stopień bezpieczeństwa – objaśnia Shih Pin Tan, dyrektor marketingu generatorów mocy Mooga w Szanghaju.
Kontrola prędkości
– Turbiny wiatrowe budowane są tak, by odpowiadały prędkości wiatru najczęściej wiejącemu w okolicy – objaśnia Tan. Są one klasyfikowane jako typy małej, średniej i dużej prędkości. Łopatki muszą obracać się z niemal stałą prędkością kątową, utrzymując stałą częstotliwość prądu zmiennego. – Niektóre wahania są zarządzane przez układ elektroniki linii przesyłowej – wyjasnia Tan – lecz stała prędkość obrotowa łopatek jest nadal utrzymywana przez zmianę ich kąta ustawienia i – w mniejszym stopniu – przez ustawienie względem kierunku wiatru.
Starsze cyfrowe zawory musiały komunikować się z kontrolerem PLC znajdującym się w stacjonarnej obudowie turbiny wiatrowej lub w gondoli. Tam sprzężenie zwrotne z LVDT (transformatory zmiany prędkości liniowej) lub z innymi elementami w siłownikach sterujących kątem ustawienia mogłoby zamykać pętlę z serwozaworami. Nowa konstrukcja pozwala przenosić informację bezpośrednio do zaworów, rezygnując z oddzielnych kontrolerów PLC.
CYFROWY SERWOZAWÓR z Moog pomaga hiszpańskiemu budowniczemu turbin Made zmieniać kąt ustawienia łopatek
Znaczącą rolę w nowych zaworach odgrywają również niezawodność i zdalne monitorowanie. Ponieważ turbiny wiatrowe często pracują w oddaleniu i w niskich temperaturach otoczenia, firma Made chciała, aby zawór sam zapewniał monitorowanie, utrzymując techników z dala od wież. Zawory synchronizują również bezpieczny powrót łopatek do pozycji wyjściowej, jeżeli sterowanie zawiedzie, wiatr za bardzo się nasili lub zdarzy się jakakolwiek inna poważna usterka. W celu zapewnienia większej niezawodności system może zostać skonfigurowany do aktywnego amortyzowania drgań łopatek.
– Elektryczne silniki mogą spełniać tę samą rolę, co nowe systemy hydrauliczne – uważa Tan. Producenci wiatraków decydują się czasami na korzystanie z hydrauliki zamiast z elektryki, jeżeli ich inżynierowie zajmują się technikami lotniczymi i kosmicznymi. Wydaje się, że tacy specjaliści wybierają napęd hydrauliczny i energię cieczy.
Paul Shaker
