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Essai du monde ? les plus grandes turbines de vent de s

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Avec un poids total de deux millions de livres, et des lames tant que 400 pieds, une turbine de vent simple de 15 mégawatts pourraient actionner presque 3.900 maisons. Malheureusement, ils mettent ? t existent ? pourtant

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? L'énergie éolienne devient très étroitement à la parité de atteinte des prix avec des combustibles fossiles ? explique Brian MacCleery, chef de produit principal pour la technologie d'énergie propre aux instruments nationaux (Ni). ? L'industrie se déplace vers de plus grandes et plus grandes turbines de vent parce que le coût-par-watt descend pendant que la taille de la turbine monte. ?

Pour se préparer à ces turbines, une équipe d'ingénieurs à l'université de Clemson, en coopération avec de divers associés (instruments nationaux y compris) sont venues ensemble au monde ? s la plupart de moyen de tests avancé de vent-turbine à l'institut de restauration d'université de Clemson (CURI).

Le service portant sur plusieurs millions du dollar, formellement un entrepôt pour les matériaux non-hazardous de la marine américaine, Est actuellement en construction. Quand fini, il sera capable de l'essai mécanique et électrique accéléré complet des systèmes avancés de boîte de vitesse de turbine de vent.

« Ce service est unique parce qu'il a la capacité de simuler et examiner le système cyber-physique entier, y compris la machine électromécanique de la turbine de vent, la dynamique de la grille de puissance, et les algorithmes de logiciel de système de contrôle de cyber, et comment ils agissent l'un sur l'autre, » dit Fox de Curtiss, directeur d'e-GRILLE de Duke Energy, institut de restauration d'université de Clemson.

Combinant une unité d'entraînement de banc d'essai de 15 MW, et un simulateur de 15 matériel-dans-le-boucles de MW, le service est conçu pour examiner des nacelles de turbine de vent (produisant des clôtures composantes) qui sont trois fois plus grand que actuellement étant employées aujourd'hui. Avant temps et argent sont investis au monde ? la plus grande turbine de vent de s, les nacelles subissent d'abord l'essai rigoureux.

? [Les turbines de vent] soyez très cher de fixer 100 mètres vers le haut dans le ciel ? ajoute le Fox. ? Si vous avez n'importe quels plans d'aller en mer avec lui, vous n'avez plus une base stable de grue. Les choses deviennent bien plus difficiles et plus chères dehors là. La fiabilité des éléments mécaniques doit être [adressé]. ?

15 millions de watts

Quarante-trois pieds de diamètre, l'unité d'entraînement de banc d'essai de 15 MW pèse 400 tonnes, avec un applicateur dynamique de charge de moment de flexion en dehors de l'axe et capable de reproduire des conditions réelles.

? Nous pouvons examiner ces turbines de vent dans des conditions qu'ils pourraient rencontrer n'importe où autour du monde ? explique Collins excité, doyen d'associé et professeur du génie informatique électrique et, université de Clemson de la technologie et la Science ? et nous pouvons faire ainsi beaucoup de fidélité. ?

Pour accomplir ces essais, deux 8,700-kW, moteurs asynchrones et refroidis à l'eau sont reliés à une boîte de vitesse, qui, selon MacCleery, est plus grande que ceux sur des destroyers du marine américain. Exposant sur la taille fine de l'installation, MacCleery explique que le fluide hydraulique pour la machine ? les déclencheurs de s ont pu remplir trois camions-citernes aspirateurs.

? [Doesn de l'échelle grandeur] ? t trouvent par hasard dans les images ? il ajoute. ? Il ? exploit fier de SA de la technologie que nous pouvons concevoir les machines ce grand qui fonctionnent sûrement et soufflent dans le vent sans culbuter. ?

En employant de diverses fréquences et grandeurs de charge, l'équipe peut simuler les charges statiques et dynamiques de hub s'étendant des conditions normales et cycliques, aux forces extrêmes provoquées par les vents violents, comme pendant un ouragan.

Après avoir exécuté ces essais, l'équipe peut étudier les impacts de différents événements et leur effet sur la vie et la fiabilité de la turbine, assurant les réponses qui détermineront le meilleurs équipement, arrangement, et conceptions pour différents composants, et de manière significative les coûts de futur de diminution.

? Quand est-ce qu'une nouvelle technologie deviennent meilleur marché que la vieille il ? s remplaçant, celui ? s quand le marché éclate. Les sciences économiques vraiment importent ? dit MacCleery. ? Cela ? s pourquoi ce service est si important. ?

E-GRILLE de Duke Energy

En plus d'examiner la turbine ? les éléments mécaniques de s, le développement de l'e-GRILLE de Duke Energy permettront à des ingénieurs d'examiner avec la turbine ? caractéristiques électriques de s ? un aspect important qui hasn ? t été possible jusque récemment.

? Avec l'addition de cette e-GRILLE de 15 MW, les compagnies peuvent examiner les caractéristiques mécaniques et électriques des prototypes de matériel pour n'importe quelle ressource énergétique sur une échelle de service dans un environnement commandé et calibré avant de les déployer sur la grille réelle ? explique le Fox.

Historiquement, il hasn ? t été possible pour créer des phénomènes électriques assez rapides pour simuler exactement la grille électrique ; cependant, utilisant l'instrument national ? le logiciel de conception de système de Ni LabVIEW de s et le matériel de Ni PXI, de Ni CompactRIO, et de Ni FlexRIO, l'équipe chez Clemson a pu courir des simulations à plus de deux millions de fois par seconde.

Cette nouvelle technologie permet à des ingénieurs de simuler le comportement de la grille en temps réel, qui, selon le Fox, a été l'une des plus grandes barrières de technologie pour n'importe qui qui conçoit l'appareillage électrique électronique qui va sur la grille de puissance.

? Nous nous sommes rendus compte qu'il allait y a un investissement significatif, et que ce n'allait pas être une tâche insignifiante de faire ce type d'essai ? explique le Fox. ? Ainsi nous avons commencé à regarder ce que d'autres types d'essais nous pourraient offrir pour obtenir plus de coup pour le mâle. ?

Le résultat de cette recherche est ce qui a mené au développement de l'e-GRILLE, un simulateur de matériel-dans-le-boucle de 15 mégawatts.

? Finalement, il est revenu toute la manière vers le bas au concept de la matériel-dans-le-boucle, le type le plus sophistiqué d'essai que vous pouvez faire qui permettrait pour une large gamme des scénarios d'essai ? dit le Fox. Ces scénarios d'essai incluent des fléchissements et gonflent, des immersions et des transitoires ? toutes les choses qui se produisent sur la grille de puissance ? ajoute MacCleery.

Cependant, l'e-GRILLE peut être employée pour examiner presque tout ce qui serait relié à la grille électrique. ? Si vous vouliez examiner des inverseurs d'énergie solaire, ou des installations de batterie, quelque chose qui serait relié à la grille de courant électrique, pouvez-vous faire ainsi sans crainte ou un danger de causer réellement le mal à la vraie grille ? dit Collins.

Finalement, l'e-GRILLE permettra à d'autres de faire le même genre de déterminer tout l'appareillage électrique électronique, de rendre les systèmes de contrôle plus fiables, et d'aborder même des issues de sécurité nationale.

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