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Tecnologia de Energia Renovável (China), Edição de outuno de 2011

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O sensor de vento ideal deve fornecer dados precisos quatro a cinco vezes por segundo durante o ciclo de vida da turbina sem nenhuma interrupção, recalibragem ou manutenção. Deve ser 'instalar e esquecer'.

No entanto a parte superior de uma turbina de vento é um ambiente muto hostil para uma peça sensível de um equipamento. É preciso lidar com chuva, gelo, granizo, neve, poeira, calor e frios extremos, vibração e raios. Os sensores de vento mecânicos tradicionais requerem manutenção periódica, podem ser danificados por areia e não é fácil mantê-los livres da formação de gelo.

Sensores de vento ultrassônicos que medem tempo de voo (quanto tempo o sinal ultrassônico leva para percorrer de um ponto a outro) podem superar alguns desses problemas. No entanto, seu tamanho e construção os torna difíceis de aquecer e propícios a danos físicos.

Existe no entanto uma terceira opção disponível: a medição ultrassônica por ressonância acústica. Trata-se de uma tecnologia de estado sólido patenteada que utiliza uma onda acústica (ultrassônica) que é ressoada no interior de uma pequena cavidade. Isso traz diversos benefícios: tamanho reduzido e leve, longa duração, alta resistência física, alta disponibilidade de dados e boa precisão durante todo seu ciclo de vida. Sem peças expostas essa tecnologia oferece um sensor robusto que opera em condições meteorológicas extremas. Tem baixo consumo de energia e oferece compensação integrada contra os fatores ambientais que afetam outras tecnologias.

O sensor consiste de duas placas paralelas, em que uma delas contém três transdutores dispostos em uma formação triangular. Um transdutor por vez transmite um sinal ultrassônico. Esse sinal sai para o lado externo até atingir o refletor superior, onde ele é refletido de volta e atinge o refletor inferior e é refletido novamente. O ultrassom continua a saltar entre o par de refletores até que perder toda sua energia; isso envolve certa de 200 reflexos.

Os reflexos combinam em fase para produzir uma onda vertical quase-estacionária; isso causa um aumento significativo na força do sinal. No plano horizontal ele se comporta como uma onda progressiva radial bidimensional.

A medição do fluxo de ar se baseia no comportamento da onda progressiva A diferença de fase entre qualquer par de transdutores mostra a velocidade e a direção do vento ao longo do eixo do par. Portanto, medindo a diferença de fase entre os três pares de diafragma os vetores componentes do fluxo de ar ao longo dos lados do triângulo (formado pelos diafragmas) são calculados. Esses vetores são combinados para dar a velocidade e direção geral.

Além disso, a onda estacionária permite compensação automática para variações na velocidade do som causada por mudanças na temperatura, umidade e pressão. A tecnologia ajusta a frequência para maximizar a resposta e manter a ressonância. Nessas condições as medições são feitas independentemente da velocidade do som.

O uso de ressonância garante que a relação sinal-ruído seja bem elevada, esse sinal forte é fácil de ser lido e altamente resistente à interferência.
A Tecnologia de Ressonância Acústica foi inventada e patenteada pela FT Technologies, como sede em Londres, na Inglaterra. Agora conhecida como Acu-Res, a tecnologia está incorporada na série FT702LT de sensores de vento utilizados para controle de turbinas há quase 10 anos. Essa tecnologia é especificada por mais de 20 fabricantes e desenvolvedores de turbinas na China e em todo o mundo.

A versão mais recente do sensor, a versão 22, passou em 25 diferentes testes internacionais que mostram a resistência e eficiência dos sensores FT que utilizam a tecnologia Acu-Res.

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