近日，美國(guó)普渡大學(xué)和能源部桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究人員開(kāi)發(fā)出了一種新技術(shù)，利用傳感器和計(jì)算軟件可持續(xù)監(jiān)測(cè)風(fēng)機(jī)葉片所受應(yīng)力，從而通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)以適應(yīng)快速變化的風(fēng)力環(huán)境來(lái)提高發(fā)電效率。這一研究也是開(kāi)發(fā)更智能風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)工作的一部分。研究由美國(guó)能源部資助。
    試驗(yàn)在美國(guó)農(nóng)業(yè)部位于德州Bushland的農(nóng)業(yè)研究服務(wù)實(shí)驗(yàn)室的一架試驗(yàn)風(fēng)機(jī)上開(kāi)展。在安裝葉片時(shí)，工程師們將單軸和三軸加速計(jì)的傳感器嵌入風(fēng)機(jī)葉片中，通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)葉片槳距以及給發(fā)電機(jī)發(fā)出正確指令，智能系統(tǒng)傳感器可更好地控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。傳感器可以測(cè)量?jī)煞N類(lèi)型的加速度，即動(dòng)態(tài)加速度和靜態(tài)加速度，這對(duì)于精確測(cè)量?jī)煞N類(lèi)型加速度從而預(yù)計(jì)葉片承受的應(yīng)力是必不可少的；傳感器數(shù)據(jù)還可以用來(lái)設(shè)計(jì)適應(yīng)性更強(qiáng)的葉片：傳感器能夠測(cè)量不同方向產(chǎn)生的加速度，這對(duì)于精確地表征葉片的彎曲度和扭曲度以及靠近葉尖處的微小振動(dòng)（通常這種振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生疲勞作用并可能給葉片帶來(lái)?yè)p害）很有必要。
    研究結(jié)果顯示，利用三組傳感器和White開(kāi)發(fā)的評(píng)價(jià)模型軟件，可以精確地顯示出葉片所受應(yīng)力。普渡大學(xué)和桑迪亞實(shí)驗(yàn)室已就該技術(shù)進(jìn)行了臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)。進(jìn)一步的研究仍在進(jìn)行中，研究人員期望將他們開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)用于下一代風(fēng)機(jī)葉片中。相對(duì)于傳統(tǒng)葉片，新型葉片的曲度更大，從而對(duì)這種技術(shù)的應(yīng)用帶來(lái)了更大的挑戰(zhàn)。研究人員表示，最終目的是將傳感器數(shù)據(jù)反饋給控制系統(tǒng)，精確調(diào)節(jié)各部件以?xún)?yōu)化效率。這一設(shè)計(jì)還能夠通過(guò)為控制系統(tǒng)提供關(guān)鍵及時(shí)的數(shù)據(jù)，提高風(fēng)機(jī)可靠性，從而預(yù)防強(qiáng)風(fēng)給風(fēng)機(jī)造成的災(zāi)難性后果。