Le turbine eoliche sono un elemento chiave nella transizione mondiale verso l'obiettivo di zero emissioni nette. In questo articolo analizzeremo la tecnologia dei sensori che ne garantisce il funzionamento sicuro ed efficiente.
Le turbine eoliche hanno una durata di vita prevista di 25 anni e i sensori svolgono un ruolo fondamentale nel garantire che le turbine raggiungano tale durata. Misurando la velocità del vento, le vibrazioni, la temperatura e altro ancora, questi piccoli dispositivi garantiscono il funzionamento sicuro ed efficiente delle turbine eoliche.
Le turbine eoliche devono anche essere economicamente sostenibili. In caso contrario, il loro utilizzo sarà considerato meno pratico rispetto ad altre forme di energia pulita o persino all'energia da combustibili fossili. I sensori possono fornire dati sulle prestazioni che i gestori di parchi eolici possono utilizzare per raggiungere la massima produzione di energia.
La tecnologia di sensori più elementare per le turbine eoliche rileva vento, vibrazioni, spostamenti, temperatura e stress fisico. I seguenti sensori aiutano a stabilire le condizioni di base e a rilevare quando le condizioni si discostano significativamente da esse.
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 resistenza sono i criteri principali nella valutazione dei vari sensori del vento.
La maggior parte dei sensori del vento moderni sono meccanici o a ultrasuoni. Gli anemometri meccanici utilizzano una coppa e una paletta rotanti per determinare velocità e direzione. I sensori a ultrasuoni inviano impulsi ultrasonici da un lato dell'unità sensore a un ricevitore sul lato opposto. 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. Questo consente di installarli in luoghi in cui la manutenzione è difficile.
Rilevare vibrazioni e 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 sono spesso utilizzati per monitorare le vibrazioni delle torri e tracciare qualsiasi movimento nel tempo.
In alcuni ambienti, i componenti in rame utilizzati per trasmettere la potenza delle turbine possono generare grandi quantità di calore, causando pericolose ustioni. I sensori di temperatura possono monitorare i componenti conduttivi soggetti a surriscaldamento e prevenirne i 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 quella attorno all'albero motore, che si ottiene principalmente mantenendo una distanza critica tra l'albero e i relativi cuscinetti.
I sensori a correnti parassite vengono spesso utilizzati per monitorare il "gioco dei cuscinetti". Se il gioco diminuisce, la lubrificazione diminuisce, 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 monitorare il 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 consente l'accesso ai dati del parco eolico e un controllo di alto livello. Le analisi moderne possono combinare i dati operativi recenti con i dati storici per fornire informazioni preziose e generare avvisi automatici 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'IA implica che fornirà più informazioni nel tempo. L'automazione dei processi utilizza i dati dei sensori, l'elaborazione automatizzata e i controllori logici programmabili per regolare automaticamente il passo, la potenza in uscita e altro ancora. Molte startup stanno integrando 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 problematiche legate ai processi. I dati raccolti dalle turbine eoliche vengono ora utilizzati per creare gemelli digitali di turbine e altri componenti dei parchi eolici. I gemelli digitali possono essere utilizzati per creare simulazioni e supportare il processo decisionale. Questa tecnologia è preziosa nella pianificazione dei parchi eolici, nella progettazione delle turbine, nella scienza forense, nella sostenibilità e altro ancora. È particolarmente utile per ricercatori, produttori e tecnici dell'assistenza.
Data di pubblicazione: 26-03-2024