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In-situ wireless monitoring of on- and offshore WINd TURbine blades using energy harvesting technology

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Una profusione di tecnologie legate alle energie rinnovabili

Gli scienziati finanziati dall'UE hanno sviluppato una nuova tecnologia per monitorare da remoto l'integrità delle pale delle turbine eoliche. In linea con l'obiettivo delle energie rinnovabili, il sistema converte le vibrazioni delle pale in elettricità per generare potenza autonoma.

Energia

Lo sfruttamento del vento per produrre elettricità sta sostenendo con un contributo sempre più importante le politiche delle energie alternative dell'UE volte a ridurre la dipendenza dai combustibili fossili. Un aumento del numero di difetti alle pale delle turbine eoliche con conseguenti guasti alle turbine ha sottolineato la necessità di un monitoraggio continuo delle condizioni strutturali (SHM, Structural Health Monitoring) nell'ottica di migliorare le ispezioni di routine correnti. Gli scienziati hanno sviluppato la tecnologia necessaria nell'ambito del progetto WINTUR finanziato dall'UE. Sensori integrati nelle pale composite trasmettono i segnali tramite Bluetooth alla navicella, l'unità in cui sono contenuti i componenti principali del generatore. Dalla navicella i dati vengono trasferiti al centro di comando del parco eolico mediante la tecnologia wireless. Oltre a questo, l'impianto utilizza la potenza raccolta per convertire l'energia meccanica derivante dalle vibrazioni nell'elettricità necessaria al funzionamento dell'impianto. Il sistema WINTUR sfrutta l'emissione acustica (AE, Acoustic Emission) integrata e il controllo ultrasonoro a lungo raggio (LRUT, Long-Range Ultrasonic Testing). L'emissione acustica è il rilascio di energia sotto forma di onde di sollecitazione derivanti dall'improvvisa ridistribuzione della sollecitazione all'interno di un materiale. Nei compositi, le emissioni acustiche sono spesso indicative di fessurazione di matrici, rottura di fibre e perdita di adesione. L'LRUT impiega trasduttori che dirigono le onde ultrasonore a bassa frequenza nel materiale da controllare e rileva i cambiamenti a livello delle proprietà interessate dai difetti. Le sperimentazioni finali hanno dimostrato che la tecnologia SHM del progetto WINTUR per il monitoraggio della pale delle turbine eoliche composite è stata in grado di rilevare in modo efficace e affidabile difetti crescenti, danni all'interno delle pale e danni da impatto. Strumenti di elaborazione dei segnali hanno poi individuato l'area del difetto e i sistemi di comunicazione wireless hanno trasferito i dati con un'integrità di segnale pari al 100 %. Un'interfaccia grafica utente ha fornito un indicatore di stato visivo, una visualizzazione in forma tabellare di informazioni critiche e una funzione di resoconto. L'energia eolica sta diventando un attore importante nel campo delle alternative rinnovabili. La tecnologia WINTUR aiuterà a mantenere in funzione le turbine per generare energia favorendo al contempo nuovi investimenti con una riduzione dei costi di manutenzione.

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