Szkolenie sieciowe na temat turbin wiatrowych
Wzrost na europejskim rynku energii wiatrowej prowadzi do produkcji coraz większych turbin (ok. 7,5 MW). Niestety pewne istotne kwestie, takie jak wibracje lub uszkodzenia elastycznych łopat czy przekształtników energoelektronicznych, stanowią poważne wyzwanie konserwacyjne, zwłaszcza dla turbin morskich. Tego typu problemy mogą powodować przestoje operacyjne, negatywnie wpływając na niezawodność tego źródła energii. W ramach finansowanego przez UE projektu SYSWIND stworzono system szkoleń dla przyszłych inżynierów mechanicznych, cywilnych i elektronicznych oraz informatyków w zakresie identyfikacji systemu, a także monitorowania stanu turbin wiatrowych przyszłej generacji. W projekcie SYSWIND podjęto niespotykane dotychczas działania interdyscyplinarne skupiające się na najnowszych technologiach, ukierunkowane na promowanie turbin wiatrowych jako bardziej niezawodnych źródeł energii. Sygnały wibracyjne zebrane z turbin wiatrowych działających na farmie wiatrowej umożliwiły przeprowadzenie identyfikacji strukturalnej pełnoskalowej turbiny wiatrowej w normalnych warunkach operacyjnych. Do monitorowania stanu konstrukcyjnego komponentów turbiny naukowcy wykorzystali technikę analizy częstotliwości czasu opartą na metodzie empirycznej dekompozycji (EMD). W projekcie SYSWIND opracowano pionierską technologię w zakresie odczytu bezprzewodowego, a także zbadano technikę odczytu adaptacyjnego i pokładowego przetwarzania sygnału. Poza pozyskaniem danych, czujniki bezprzewodowe mają także pełnić funkcję węzłów do przetwarzania i transmitowania informacji dotyczących charakterystyki wibracji i stanu turbiny wiatrowej. Naukowcy skoncentrowali się na modelowaniu turbiny wiatrowej jako systemu wieloelementowego, uwzględniając także obciążenia aerodynamiczne turbiny i efekty turbulencji (próbkowanie rotacji łopat). Stworzony model ograniczonego zamówienia może być użyty do symulacji oraz usprawniania prac nad konstrukcją nowych konstrukcyjnych sterowników wibracji. Badania nad kontrolą wibracji turbin wiatrowych doprowadziły do opracowania inteligentnej łopaty wyposażonej w półczynne sterowniki konstrukcyjne do stabilizacji turbin morskich i lądowych. Osiągi półczynnych algorytmów śledzenia częstotliwości i czynnych algorytmów kontroli do kontrolowania wibracji w łopatach turbin wiatrowych przetestowano w różnych warunkach obciążenia i pracy. Oczekuje się, że ich wdrożenie zwiększy okres życia komponentu turbiny i poprawi wydajność operacyjną. Identyfikacja systemu, monitorowanie stanu i techniki sterowania do turbin wiatrowych stworzone w projekcie SYSWIND powinny pomóc w redukcji kosztów operacyjnych i konserwacyjnych. To z kolei obniży koszty energii, co jest kluczowym parametrem w wytwarzaniu energii odnawialnej przez turbiny morskie.
Słowa kluczowe
Turbiny wiatrowe, energia odnawialna, energia wiatrowa, identyfikacja systemu, monitorowanie stanu
