Ottimizzazione delle prestazioni delle turbine eoliche con soluzioni di sensori

Le turbine eoliche sono una componente chiave nella transizione del mondo verso l’energia zero.Qui esaminiamo la tecnologia dei sensori che ne garantisce il funzionamento sicuro ed efficiente.
Le turbine eoliche hanno un’aspettativa di vita di 25 anni e i sensori svolgono un ruolo chiave nel garantire che le turbine raggiungano la loro aspettativa di vita.Misurando la velocità del vento, le vibrazioni, la temperatura e altro ancora, questi piccoli dispositivi garantiscono che le turbine eoliche funzionino in modo sicuro ed efficiente.
Le turbine eoliche devono anche essere economicamente sostenibili.Altrimenti, il loro utilizzo sarà considerato meno pratico rispetto all’uso di altre forme di energia pulita o addirittura dell’energia derivante dai combustibili fossili.I sensori possono fornire dati sulle prestazioni che gli operatori dei parchi eolici possono utilizzare per raggiungere la massima produzione di energia.
La tecnologia dei sensori più basilare per le turbine eoliche rileva il vento, le vibrazioni, lo spostamento, la temperatura e lo stress fisico.I seguenti sensori aiutano a stabilire le condizioni di base e a rilevare quando le condizioni si discostano in modo significativo dalla linea di base.
La capacità di determinare la velocità e la direzione del vento è fondamentale per valutare le prestazioni dei parchi eolici e delle singole turbine.Durata, affidabilità, funzionalità e durata sono i criteri principali nella valutazione di diversi sensori del vento.
La maggior parte dei moderni sensori del vento sono meccanici o ultrasonici.Gli anemometri meccanici utilizzano una tazza rotante e una pala per determinare la velocità e la direzione.I sensori a ultrasuoni inviano impulsi ultrasonici da un lato dell'unità sensore a un ricevitore sull'altro lato.La velocità e la direzione del vento vengono determinate misurando il segnale ricevuto.
Molti operatori preferiscono i sensori del vento a ultrasuoni perché non richiedono ricalibrazione.Ciò consente loro di essere collocati in luoghi dove la manutenzione è difficile.
Il rilevamento delle vibrazioni e di qualsiasi movimento è fondamentale per monitorare l'integrità e le prestazioni delle turbine eoliche.Gli accelerometri sono comunemente utilizzati per monitorare le vibrazioni all'interno di cuscinetti e componenti rotanti.I sensori LiDAR vengono spesso utilizzati per monitorare le vibrazioni della torre e tracciare qualsiasi movimento nel tempo.
In alcuni ambienti, i componenti in rame utilizzati per trasmettere la potenza della turbina possono generare grandi quantità di calore, causando pericolose ustioni.I sensori di temperatura possono monitorare i componenti conduttivi soggetti a surriscaldamento e prevenire danni attraverso misure di risoluzione dei problemi automatiche o manuali.
Le turbine eoliche sono progettate, prodotte e lubrificate per prevenire l'attrito.Una delle aree più importanti per prevenire l'attrito è attorno all'albero motore, che si ottiene principalmente mantenendo una distanza critica tra l'albero e i cuscinetti associati.
I sensori a correnti parassite vengono spesso utilizzati per monitorare il “gioco dei cuscinetti”.Se il gioco diminuisce, la lubrificazione diminuirà, il che può portare a una riduzione dell'efficienza e a danni alla turbina.I sensori a correnti parassite determinano la distanza tra un oggetto e un punto di riferimento.Sono in grado di resistere a fluidi, pressione e temperatura, il che li rende ideali per il monitoraggio del gioco dei cuscinetti in ambienti difficili.
La raccolta e l’analisi dei dati sono fondamentali per le operazioni quotidiane e la pianificazione a lungo termine.Il collegamento dei sensori a una moderna infrastruttura cloud fornisce l'accesso ai dati del parco eolico e un controllo di alto livello.L'analisi moderna può combinare dati operativi recenti con dati storici per fornire informazioni preziose e generare avvisi automatizzati sulle prestazioni.
Le recenti innovazioni nella tecnologia dei sensori promettono di migliorare l’efficienza, ridurre i costi e migliorare la sostenibilità.Questi progressi riguardano l’intelligenza artificiale, l’automazione dei processi, i gemelli digitali e il monitoraggio intelligente.
Come molti altri processi, l’intelligenza artificiale ha notevolmente accelerato l’elaborazione dei dati dei sensori per fornire più informazioni, migliorare l’efficienza e ridurre i costi.La natura dell’intelligenza artificiale implica che fornirà più informazioni nel tempo.L'automazione dei processi utilizza i dati dei sensori, l'elaborazione automatizzata e i controller logici programmabili per regolare automaticamente il passo, la potenza in uscita e altro ancora.Molte startup stanno aggiungendo il cloud computing per automatizzare questi processi e rendere la tecnologia più facile da usare.Le nuove tendenze nei dati dei sensori delle turbine eoliche vanno oltre le questioni relative ai processi.I dati raccolti dalle turbine eoliche vengono ora utilizzati per creare gemelli digitali di turbine e altri componenti del parco eolico.I gemelli digitali possono essere utilizzati per creare simulazioni e assistere nel processo decisionale.Questa tecnologia ha un valore inestimabile nella pianificazione dei parchi eolici, nella progettazione delle turbine, nella medicina legale, nella sostenibilità e altro ancora.Ciò è particolarmente utile per ricercatori, produttori e tecnici dell'assistenza.