首页 设备与材料 极简风机进化史,谁才是最高等生物?

极简风机进化史,谁才是最高等生物?

随着我国逐渐收紧清洁能源的补贴,风电未来的出路在哪里?

风机界的老祖宗

古代风车

早在3000年前,人类就开始利用风车提水或者磨面,进入了风能利用的初级阶段。

荷兰最古老的风车村——小孩堤防村,建于1740年

1887-1888年,Brush安装了第一台自动运行且用于发电的风机,叶轮直径17米,有144个叶片,仅有12千瓦。

  第一代风机   

关键词:偏航

20世纪前后,随着电能的普及,慢慢地出现了很多风力发电机。这个时期,风力发电机加入了扭头功能,在专业上称作偏航,大大增加了风能的利用效率,让风能的利用进入了全新的时代。

1956-1957年安装在丹麦的Johannes Juul风机,带有电动机械偏航,是现代风机的设计先驱。

   第二代风机   

关键词:变桨

只有偏航还不够,由于风机桨叶的角度是固定不变的,因此只有一定风速范围的风,可以带动风机旋转。风力小了叶轮动力不足,风力大了,叶轮又会转得过快,给风机带来很大的风险。于是一个新的词汇就产生了,就是变桨。变桨让风机以最好的姿态迎接每一股气流,发电量也随之提升了15%,大大降低度电成本。

风机变桨结构

   第三代风机   

关键词:独立变桨

原来,随着风机越做越大,在不均匀的气流下旋转的叶轮,自然也就会给风机的相关部件,带来不均匀的受力和磨损,长此以往,风机的寿命将大打折扣。于是,第三代风机诞生了。这代风机在关键部件加装了大量的传感设备,拥有了更复杂的控制能力,风机的每一片桨叶,都可以根据风的不均匀程度,按照一定的规律独立变桨,调节叶轮处于平衡状态,让各个部件的寿命比第二代风机更长,从而取得更多的发电量。

拥有独立变桨技术的第三代风机

   第四代风机   

关键词:人工智能

再后来,工程师们发现,不同的风机机位,随着地形起伏,气流有明显的差异,甚至同一机位的不同时间也大不相同。第三代风机无法进行如此精细的感知和控制,只能按照预设的风况变桨,也就无法精确地与每个机位、每个时间段的风贴合。因此,解决这个问题,就成了第四代风机该有的样子。

随着人工智能的崛起,终于有人做出了第四代风机,这就是远景能源推出的伽利略超感知风机。它能够利用传感数据,结合人工智能模型,实时还原所在机位的风信息,并对比实际运行情况与设计的差异,进行不断的精细调整。这样一来,风机不再是按照预设好的场景程式化的变桨,而是依据实际的气流特性求真务实的变桨。就和伽利略一样,能够用实例来验证固有理论。当成千上万台伽利略超感知风机遍布群山、平原、海洋,大量的实例验证信息将在云端刻画出风机该有的样子,然后传回每一台风机,进而使风机不断进化,将潜力发挥到极致,再次提升发电能力。

远景能源自主研发的伽利略超感知风机

而且,这种进化不仅可以体现在某一台风机上,也体现在整个风电场上。依托边缘计算技术,风电场集群的人工智能,可以回顾和预测数十台风机已经和将要经历的风况,协调各个风机的运行,实现风场整体发电能力的最大化。

伽利略超感知风机的群体智能进化

除此之外,伽利略超感知风机还有很多进步,比如可以借助先进的趋势感知能力,在线规划风机的寿命策略,找到最优的运行模式,从而降低运维成本。可以通过大量结构受力样本,知道风机哪一部位需要进一步加强,哪一个部位可以优化减少材料,再运用到新风机的制造上,从而降低建设成本。

伽利略超感知风机的趋势感知力

以伽利略超感知风机为先河的人工智能风机,才真正满足了降低度电成本的所有条件,降低了建设成本、运维成本,将风机的发电性能发挥到了极致。随着我国逐渐收紧清洁能源的补贴,风电就像一个襁褓中的婴儿,不得不长大成人,降低度电成本是电能的本质需求,而伽利略超感知风机,似乎就是唯一的出路。

来源:今日头条

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