Датчики для ЛЭП позволят использовать энергию ураганных ветров

Немецкие ученые нашли способ использовать энергию ураганных ветров.

В северной и восточной Германии регулярно дуют ветра ураганной силы. В этот момент ветряные электростанции вырабатывают огромное количество электроэнергии, однако ветряки фактически крутятся впустую, поскольку современные электрические сети не могут выдержать таких высоких напряжений.

В настоящее время Германия имеет большие мощности по производству электричества из энергии ветра и ожидается, что количество мощных ветряков, подключаемых к высоковольтным линиям передач, будет расти. Проблему можно решить постройкой новых линий электропередач, но процессы получения разрешения и строительства могут тянуться годами, не в последнюю очередь из-за сопротивления людей, которым придется жить под нависающими над их домами высоковольтными проводами.

По этой причине операторы электросетей используют различные процедуры контроля линий электропередач для увеличения их пропускной способности. Фактически это резервы прочности, которые являются результатом стандартизированных расчетов о наихудших погодных условиях для работы линии и ее фактического состояния. При благоприятных погодных условиях это позволяет увеличить пропускную способность ЛЭП на 20% и более, пишет CNews.

Специалисты из института Фраунгофера (IZM) разработали оригинальную автономную систему датчиков eGrain, которая позволяет оценить состояние сетей с напряжением 110 и 380 кВ. Датчики представляют собой цилиндры, которые устанавливаются на провода через каждые 500 метров. Они улавливают изменение угла наклона провода, температуры, а также движение ветра. Результаты измерений передаются с одного датчика на другой, к ближайшей трансформаторной подстанции, откуда информация переправляется в центральную систему мониторинга и управления электросетью.

Преимущества, которые дает eGrain, значительны. Дело в том, что количество тока, передаваемого по проводам линии электропередачи, в значительной степени зависит от температуры. Если провода нагреваются из-за протекающего по ним тока или от лучей Солнца, они расширяются и провисают. Если провисание слишком велико, существует опасность поражения электрическим током ближайших зданий, транспорта и людей. Чтобы исключить такие происшествия, существуют определенные «коридоры» провисания, соблюдение которых является обязательным.

Согласно стандартам, нормы допустимого тока принимаются из расчета, что температура окружающей среды составляет 35°С, а скорость ветра не превышает 0,6 м/с. Однако высокие температуры в середине лета часто приносят с собой затишье, а большинство ветровых турбин начинают работать при скорости ветра от 3 м/с. С другой стороны, ветряки производят большое количество электроэнергии осенью и зимой, когда линии электропередач эффективно охлаждаются холодным воздухом. Получается, что в современной электрической сети существуют неиспользуемые резервы. Датчики eGrain позволят вести надежный мониторинг линий электропередач на всем протяжении и оптимально использовать температурный режим и генерируемый ток. Кроме того, сеть датчиков позволит быстро выявить такие опасные явления, как например провисание проводов из-за обледенения, которые часто приводят к аварийным ситуациям.