Technologie Dual-LiDAR optymalizują rozwój morskich farm wiatrowych i zmniejszają ryzyko
Dążymy do zrewolucjonizowania oceny zasobów morskiej energii wiatrowej poprzez opracowanie pierwszego komercyjnego produktu: modułowego pływającego systemu LiDAR, łączącego technologię skanowania oraz pionowego profilowania LiDAR z zaawansowanymi metodami przetwarzania danych.
Jordi Puigcorbe, koordynator projektu NEOWIND
Świat pilnie potrzebuje przystępnych cenowo rozwiązań w zakresie zielonej energii. W całej Europie instytucje badawcze i MŚP łączą swoje zasoby i wiedzę, aby zapewnić realne alternatywy dla paliw kopalnych. Dzięki unijnemu finansowaniu przekazanemu za pośrednictwem programu „Horyzont Europa”(odnośnik otworzy się w nowym oknie), partnerstwu publiczno-prywatnemu CDTI(odnośnik otworzy się w nowym oknie) oraz organizacji DLR(odnośnik otworzy się w nowym oknie), firmy EOLOS(odnośnik otworzy się w nowym oknie) z Hiszpanii oraz sowento(odnośnik otworzy się w nowym oknie) z Niemiec współpracowały z zespołem Stuttgart Wind Energy z Uniwersytetu w Stuttgarcie(odnośnik otworzy się w nowym oknie) nad projektem NEOWIND w celu opracowania modułowego systemu LiDAR (LMS), który ma stać się przełomową technologią do oceny lokalizacji morskich farm wiatrowych.
Synergia MŚP i instytucji badawczych
W skład zespołu projektu NEOWIND wchodzi niezależna firma z branży doradztwa inżynieryjnego sowento. Główne obszary jej działalności obejmują inżynierię sterowania, tworzenie oprogramowania i aplikacji wiatrowych, w szczególności LiDAR oraz technologii pływającej morskiej energii wiatrowej. Z kolei zespół Stuttgart Wind Energy SWE(odnośnik otworzy się w nowym oknie) rozwija różnorodne krajowe i międzynarodowe projekty badawcze, obejmujące rozwój, prototypowanie i testowanie w terenie skanujących urządzeń LiDAR, kontrolę turbin, analizę obciążenia morskiego, walidację danych w pełnej skali, a także dynamikę, projektowanie i standaryzację pływających turbin wiatrowych. Partnerstwo NEOWIND między EOLOS, sowento i SWE miało wysoce komplementarny charakter i zgromadziło pełne spektrum wiedzy specjalistycznej w ramach jednej struktury. „W ramach naszej współpracy skutecznie wykorzystaliśmy unikalny sprzęt skanujący LiDAR SWE, możliwości rozwoju oprogramowania światowej klasy sowento oraz inżynierię systemów i know-how EOLOS w zakresie operacji morskich. Ta interdyscyplinarna współpraca i podejście ukierunkowane na wyniki były kluczem do sukcesu projektu”, wyjaśnia Jordi Puigcorbe, koordynator projektu NEOWIND.
Rozwój modułowego systemu LiDAR
Technologia LiDAR (ang. light detection and ranging) wykorzystuje lasery do pomiaru zmian częstotliwości światła po odbiciu się od cząsteczek w powietrzu. Na podstawie tej zmiany, zwanej efektem Dopplera, można określić prędkość i kierunek wiatru. Celem rozwiązania LMS zaproponowanego przez projekt NEOWIND jest zbieranie precyzyjnych pomiarów wiatru z urządzeń LiDAR zainstalowanych na dowolnym typie platformy pływającej, takiej jak łódź lub boja EOLOS. Platformy pływające stanowią wyjątkowe wyzwanie dla pomiarów LiDAR, ponieważ przechylenie i pochylenie platformy może generować odchylenia w danych pomiarowych. Dlatego zespół projektu NEOWIND opracował zaawansowane algorytmy kompensujące wpływ ruchu platformy i integrujące sygnały z wielu LiDAR-ów na tej samej platformie. Zaprojektowane przez firmę sowento oprogramowanie uwzględnia w czasie rzeczywistym ruch boi i kompensuje jego wpływ na pomiary prędkości i kierunku wiatru. Narzędzie LMS jest w stanie precyzyjnie uchwycić kierunek wiatru i turbulencje, co potwierdzają wyniki walidacji rozwiązania w rzeczywistych kampaniach pomiarowych w porcie w Rotterdamie oraz w pobliżu masztu meteorologicznego(odnośnik otworzy się w nowym oknie) na Morzu Północnym.
Mapa drogowa do komercjalizacji
Z końcem projektu NEOWIND wszystkie cele zostały zrealizowane. Narzędzie LMS znacznie zwiększyło precyzję pomiaru w porównaniu z najnowocześniejszymi narzędziami do przetwarzania danych wiatrowych. Jest ono w stanie integrować różne technologie LiDAR, które można wdrożyć za pomocą różnych typów platform pływających, co czyni je niezwykle cennym narzędziem na wszystkich etapach projektu morskiej energetyki wiatrowej (rozwój, budowa i eksploatacja). W szczególności testy łączące profilowanie pionowe i skanowanie LiDAR w jednym prototypie boi zakończyły się bardzo pomyślnie. Te obiecujące wyniki przyczyniły się do pozyskania kolejnych funduszy, tym razem w ramach partnerstwa CETPartnership(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Zostaną one przeznaczone na dalsze badania i rozwój. Jak mówi Puigcorbe: „Dążymy do zrewolucjonizowania oceny zasobów morskiej energii wiatrowej poprzez opracowanie pierwszego komercyjnego produktu: modułowego pływającego systemu LiDAR, łączącego technologię skanowania oraz pionowego profilowania LiDAR z zaawansowanymi metodami przetwarzania danych”. Postępy te będą wspierać rynek energii wiatrowej, dostarczając producentom informacji potrzebnych do pozycjonowania farm wiatrowych w celu uzyskania optymalnej wydajności. W skład konsorcjum weszły firmy EOLOS i sowento oraz zespół Stuttgart Wind Energy, a współfinansowanie zapewniły: program „Horyzont Europa”, hiszpańskie Centrum Rozwoju Technologii i Innowacji (CDTI) oraz niemieckie Centrum Lotnictwa i Kosmonautyki (DLR).