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On-line Intelligent Diagnostics and Predictive Maintenance Sensor System Integrated within the Wind Turbine Bus-Bar structure to aid Dynamic Maintenance Scheduling

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Migliore previsione dei guasti elettrici alle turbine eoliche

I guasti degli impianti elettrici delle turbine eoliche portano a lunghi periodi fuori servizio, aumentando i costi di esercizio e diminuendo la sicurezza energetica. Una nuova tecnologia di sensori a bordo e nuovi strumenti di previsione renderanno possibile il rilevamento immediato dei potenziali problemi.

Cambiamento climatico e Ambiente

Il vento è una delle fonti più attraenti dal punto di vista commerciale tra le energie rinnovabili, che aiuteranno a soddisfare le necessità energetiche e a ridurre la dipendenza dai combustibili fossili. Questa tecnologia è ben avviata e dal 1990 ha fatto registrare un tasso di crescita annuale di oltre il 26 %. Tuttavia, gli obiettivi UE di copertura del 20 % delle richieste di elettricità con energia eolica entro i prossimi due decenni necessitano di ulteriori miglioramenti per accrescere l’affidabilità e diminuire i costi operativi. La riduzione dei guasti elettrici può affrontare entrambe le sfide sia per le turbine odierne che per quelle future. Scienziati e ingegneri finanziati dall’UE hanno quindi sviluppato una rete di sensori intelligenti per la diagnostica avanzata e la manutenzione preventiva dei sistemi elettrici. Questo è stato ottenuto nell’ambito degli scopi del progetto WIND TURBARS (On-line intelligent diagnostics and predictive maintenance sensor system integrated within the wind turbine bus-bar structure to aid dynamic maintenance scheduling). Il consorzio ha sviluppato con successo un modello dei componenti elettrici di un generatore a turbina eolica, raddrizzatore attivo, inverter e filtro di uscita. La modellazione dei dati delle operazioni normali ha prodotto il punto di partenza per la valutazione dell’inizio dell’avaria e la simulazione di guasti elettrici rilevanti identificati attraverso un’accurata revisione della letteratura scientifica. I partner del progetto hanno inoltre valutato diversi modelli matematici e la loro idoneità per l’identificazione di indizi di degradazione e guasti. Si è dimostrato che la degradazione può essere rilevata settimane o persino mesi prima che si verifichi un reale guasto. Inoltre, modelli e simulazioni sono stati usati per identificare potenziali sensori e per la selezione dei componenti iniziali. La tecnologia di WIND TURBARS consentirà agli operatori delle turbine eoliche di ridurre i periodi fuori servizio dei sistemi eolici e di conseguenza permetterà loro di diminuire la perdita di reddito per la produzione elettrica. Esso consentirà inoltre agli operatori di ridurre al minimo le loro spese operative per le riparazioni consentendo di sostituire presto i componenti che iniziano a guastarsi e di effettuare la manutenzione preventiva. Affrontando i guasti elettrici alle turbine eoliche prima che essi influiscano sul funzionamento, si prevede che WIND TURBARS abbia un enorme impatto sullo sviluppo di parchi eolici offshore, viste le estreme difficoltà associate a ispezione e riparazioni. Saranno significativi anche i vantaggi per il mercato su terra e della riqualificazione energetica. Nel complesso, il progetto offrirà un contributo importante agli obiettivi dell’UE relativi all’energia rinnovabile, aumentando la sicurezza energetica offerta da un’energia eolica sostenibile e rispettosa dell’ambiente.

Parole chiave

Turbina eolica, tempo fuori servizio, rete sensori intelligenti, sistema elettrico, WIND TURBARS, diagnostica, modelli matematici

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