Во контекст на брзиот развој на модерната индустрија за енергија од ветер, особено на копнените и крајбрежните турбини со висока моќност на ветерот, вибрациите станаа еден од основните фактори кои влијаат на безбедноста на турбините на ветер, животниот век, производството на енергија и трошоците за работа и одржување. Како што висината на центарот на ветерната турбина продолжува да се зголемува, должината на сечилото продолжува да се издолжува и капацитетот на единечна-единица продолжува да расте, проблемите како што се вибрациите на ветерот, резонанцијата на столбот, нишањето на сечилото, вибрациите на синџирот на пренос и вибрациите на основата со кои се соочуваат турбините на ветер за време на работата стануваат сè поизразени.
Значи, зошто е неопходен амортизер за вибрации за операции со електрична енергија од ветер? Турбулентните ветрови, налетите, ветровите на смолкнување и ефектот на сенката на кулата предизвикуваат сечилата да искусат периодично променлив потисок, што доведува до треперење и осцилација на сечилото, што се пренесува до хабот, главното вратило, менувачот и кулата, што резултира со континуирани вибрации. Нерамнотежата на масата на работното коло, неусогласеноста на главното вратило, трошењето на лежиштето и влијанијата во поврзувањето на менувачот, сите генерираат вибрации со висока-фреквенција, кои се главни причини за дефекти на синџирот на пренос. Кулата е тенка, флексибилна структура со ниска-природна фреквенција од прв ред, што ја прави склона кон резонанца со фреквенцијата на ротација на работното коло и фреквенцијата на премин на сечилото. Штом ќе се појави резонанца, амплитудата на вибрациите драстично се засилува, загрозувајќи ја безбедноста на конструкцијата.
Какви опасности предизвикуваат вибрациите за турбините на ветер? При континуирани вибрации, животниот век на замор на менувачите, лежиштата, главните вратила и системите за скршнување е значително скратен, а стапката на дефект значително се зголемува. Вибрациите може да предизвикаат олабавување на завртките на прирабницата на кулата и завртките на главната рамка, а во тешки случаи, може да се појават пукнатини од замор во заварите. Надминувањето на ограничувањата за вибрации ќе предизвика намалување на оптоварувањето на главниот контролен систем, ограничување на брзината и заштита од исклучување, директно намалувајќи го времето и излезната енергија за производство. Неуспесите поврзани со вибрации-сочинуваат повеќе од 50% од сите дефекти на турбините на ветер, а трошоците за одржување на голема-височина и работа и одржување на морето се исклучително високи. Долготрајната-резонанца или екстремните вибрации може да доведат до пукање на сечилото, деформација на кулата, оштетување на темелите, па дури и сериозни безбедносни несреќи.
Оваа статија ја воведува примената на амортизери на вибрации на лопатките на турбината на ветер. Сечилата се најсилно вибрирачките компоненти, првенствено покажуваат треперење, осцилација, трепет и неурамнотежени вибрации предизвикани-. Внатрешно наместени масовни амортизери, инсталирани на 20%–40% од должината на сечилото, користат масен блок, пружини и структура за придушување за да се прилагодат со фреквенцијата на вибрации на сечилото, ефикасно потиснувајќи ги првиот- и вториот-осцилации и вториот редослед на осцилации и растот на вибрациите на сечилото, намалувајќи го животниот век на сечилото.
Употребата на амортизери за вибрации ја намалува амплитудата на вибрациите на сечилото за 30%–60%, го намалува оштетувањето на заморот на сечилото за над 40%, го намалува ризикот од пукање и одлепување на ножот и го ублажува неизбалансираното влијание од вибрациите од замрзнување.
Индустријата за енергија од ветер најчесто користи амортизери за вибрации од различни типови и принципи на работа. Најшироко користен тип е прилагодениот масен амортизер, кој се состои од масен блок, пружина и амортизер. Фреквенцијата е прилагодена на главната фреквенција на вибрации на турбината на ветер. Кога ќе се појават вибрации, масовниот блок се движи во спротивна насока за да троши енергија. Има сигурна структура, стабилен ефект и широка применливост.
Морските турбини на ветер работат во средини неколку пати поостри од турбините на брегот. Затоа, амортизерот на вибрации мора да ги исполнува барањата за висока отпорност на корозија, вклучително-поцинкување со натопување, нерѓосувачки челик 316L, облога Dacromet, тестирање со прскање со сол повеќе од 1000 часа и стабилна работа на температури кои се движат од -40 степени до 80 степени. Трошоците за офшор одржување се исклучително високи, поради што е потребен дизајн со долг животен век. Хидрауличниот амортизер исто така мора да биде дизајниран да спречи истекување на нафта што може да го загади океанот.
Кои практични придобивки можат да ги добијат ветерниците од користењето на амортизерите за вибрации?
Зголеменото производство на електрична енергија, намалените вибрации-покренаа ограничувања на електричната енергија и прекини, стабилна работа во турбулентни зони на ветер и севкупно зголемување на производството на енергија од 2%–8%; продолжен животен век на основните компоненти, со зголемен век на траење на сечилото за 20%–40%, животниот век на менувачот зголемен за 30%–50%, а оштетувањето од замор на кулата е намалено за 30%–60%; значително намалени трошоци за работа и одржување, помалку операции за одржување на високи-висини, помалку менувачи и замени на лежишта, заштедувајќи илјадници до десетици илјади американски долари по турбина на ветер на морето годишно; подобрена севкупна безбедност на турбината, избегнување на резонанца, подобрување на опстанокот при тајфуни, земјотреси и бранови и намалување на ризикот од олабавување на завртките и структурно пукање; намален шум, со намален аеродинамички и структурен шум, исполнување на барањата за заштита на животната средина и олеснување на одобрувањето на проектот.
