Monitoraggio intelligente delle condizioni delle turbine eoliche
Con il progetto CMSWIND(si apre in una nuova finestra) (Advanced condition monitoring system for the assessment of wind turbines rotating parts), i ricercatori hanno esaminato la possibilità di combinare tre nuove tecniche per monitorare le condizioni delle turbine eoliche in servizio. Le analisi delle vibrazioni, dei segni correnti del motore e delle emissioni acustiche sono state progettate per monitorare rispettivamente le condizioni del cambio, dei componenti rotanti e del generatore. Si stima che questi componenti insieme sono responsabili di circa il 22 % dei tempi di fermo delle turbine eoliche. Per la convalida, il prototipo sviluppato è stato installato su un Vesta V90-3.0 MW all’interno dell’impianto eolico di Bandirma, in Turchia. Il nuovo sistema di monitoraggio è rimasto sulla turbina eolica per sei mesi. I dati raccolti durante questo periodo sono stati conservati in contenitori a seconda della potenza e della velocità del rotore. Quando l’elaborazione dei dati è stata completata, si è concluso che il funzionamento del sistema CMSWIND non ha compromesso in alcun modo lo stato dei meccanismi della turbina eolica. Inoltre, l’operatore non ha individuato alcun malfunzionamento o guasto durante lo stesso periodo. Quindi, sono stati determinati i dati di riferimento rappresentativi dello stato della turbina eolica per la realizzazione del prototipo. I parametri estratti dalle nuove misurazioni, come il valore quadratico medio di tutte le forme d’onda, vengono confrontati con i dati di riferimento. Viene generato un avviso se i parametri superano i limiti impostati. Quando viene superato il numero di avvisi specificato, viene rilasciato un avviso che indica potenziali danni alla turbina eolica. Il sistema CMSWIND rileva le deviazioni rispetto allo stato ottimale e indica la probabilità che esse rappresentano un difetto utilizzando i dati di riferimento. Il sistema di allarme incorporato informa gli operatori delle macchine di potenziali danni ai meccanismi della turbina eolica non appena si verificano. Durante lo sviluppo del nuovo sistema di monitoraggio delle condizioni, i ricercatori hanno anche studiato il suo potenziale di commercializzazione. Hanno effettuato un’analisi esaustiva dei costi di esercizio degli asset dell’energia eolica, considerando i costi di esercizio e manutenzione, nonché l’impatto dei guasti dei componenti sulla potenza della centrale. Permettendo l’individuazione precoce dei difetti dei componenti delle turbine eoliche, il sistema CMSWIND può contribuire all’ottimizzazione del programma di manutenzione. È possibile anche evitare interventi di manutenzione inutili ed eliminare le turbine eoliche fuori servizio, riducendo i costi dell’energia elettrica generata.
