Как правило, горизонтальный ветрогенератор имеет подвижное крепление – это помогает менять угол атаки воздушного потока на лопасти. Устройство может поворачиваться вокруг вертикальной оси на 360º, а некоторые модели умеют наклоняться. Вал ветрогенератора обладает системой коррекции момента вращения для предотвращения чрезмерно высокой амплитуды движений. Кроме того, практически все устройства оснащены системой торможения и аварийной остановки на случай бури.

Управление всеми этими механизмами поручено программируемой системе со сложным алгоритмом анализа условий окружающей среды. Так как изменение положения ветрогенаратора всего на 1º может, в зависимости от типа конструкции, дать дополнительные 1-10 кВт энергии, то при переменчивой погоде система находится в постоянном движении.

Однако из-за банальной инерционности работы механических устройств и гироскопического эффекта в ряде случаев реакция на изменения направления ветра запаздывает. Это приводит к потере мощности и на практике почти не один управляемый ветрогенератор не достигает расчетного значения КПД. Усложнение алгоритма также не приводит к улучшению ситуации.

Система с памятью движений

Новая разработка китайских инженеров основана на использовании микроконтроллеров с памятью, в которую записывается реакция на те или иные внешние условия. При повторении ситуации система не занимается повторными расчетами, а просто использует готовое решение. Это позволяет сократить время реакции в несколько раз и увеличить КПД устройства.

В результате исследований стало известно, что воздушные потоки обладают циклическим характером движения, а значит, за некий промежуток времени произойдут все возможные ситуации. Запоминая принцип реагирования на них, система будет самообучаться и через некоторое время начнет эффективно работать без контроля извне. Это позволяет отказаться от использования в ветрогенераторах сложных вычислительных устройств и удешевит их производство. А заодно увеличит количество выработанной энергии и снизит износ узлов системы.

(Детали исследования можно найти в статье в Journal of Renewable and Sustainable Energy)