As turbinas eólicas são um componente fundamental na transição global para emissões líquidas zero. Aqui, analisamos a tecnologia de sensores que garante sua operação segura e eficiente.
As turbinas eólicas têm uma vida útil estimada em 25 anos, e os sensores desempenham um papel fundamental para garantir que elas atinjam essa expectativa de vida. Ao medir a velocidade do vento, a vibração, a temperatura e outros parâmetros, esses minúsculos dispositivos asseguram que as turbinas eólicas operem com segurança e eficiência.
As turbinas eólicas também precisam ser economicamente viáveis. Caso contrário, seu uso será considerado menos prático do que o uso de outras formas de energia limpa ou mesmo de combustíveis fósseis. Sensores podem fornecer dados de desempenho que os operadores de parques eólicos podem usar para atingir a produção máxima de energia.
A tecnologia de sensores mais básica para turbinas eólicas detecta vento, vibração, deslocamento, temperatura e estresse físico. Os sensores a seguir ajudam a estabelecer condições de referência e a detectar quando essas condições se desviam significativamente da linha de base.
A capacidade de determinar a velocidade e a direção do vento é fundamental para avaliar o desempenho de parques eólicos e turbinas individuais. Vida útil, confiabilidade, funcionalidade e durabilidade são os principais critérios na avaliação de diversos sensores de vento.
A maioria dos sensores de vento modernos são mecânicos ou ultrassônicos. Os anemômetros mecânicos utilizam uma concha e uma pá giratórias para determinar a velocidade e a direção do vento. Os sensores ultrassônicos enviam pulsos ultrassônicos de um lado da unidade do sensor para um receptor do outro lado. A velocidade e a direção do vento são determinadas pela medição do sinal recebido.
Muitos operadores preferem sensores de vento ultrassônicos porque não exigem recalibração. Isso permite que sejam instalados em locais de difícil manutenção.
A detecção de vibrações e movimentos é crucial para monitorar a integridade e o desempenho de turbinas eólicas. Acelerômetros são comumente usados para monitorar vibrações em rolamentos e componentes rotativos. Sensores LiDAR são frequentemente utilizados para monitorar vibrações na torre e rastrear qualquer movimento ao longo do tempo.
Em alguns ambientes, os componentes de cobre usados para transmitir energia da turbina podem gerar grandes quantidades de calor, causando queimaduras perigosas. Sensores de temperatura podem monitorar componentes condutores propensos ao superaquecimento e prevenir danos por meio de medidas de solução de problemas automáticas ou manuais.
As turbinas eólicas são projetadas, fabricadas e lubrificadas para evitar o atrito. Uma das áreas mais importantes para evitar o atrito é ao redor do eixo de transmissão, o que é conseguido principalmente mantendo-se uma distância crítica entre o eixo e seus respectivos rolamentos.
Sensores de correntes parasitas são frequentemente usados para monitorar a folga dos mancais. Se a folga diminuir, a lubrificação também diminuirá, o que pode levar à redução da eficiência e danos à turbina. Os sensores de correntes parasitas determinam a distância entre um objeto e um ponto de referência. Eles são capazes de suportar fluidos, pressão e temperatura, tornando-os ideais para monitorar a folga dos mancais em ambientes agressivos.
A coleta e análise de dados são essenciais para as operações diárias e o planejamento a longo prazo. Conectar sensores a uma infraestrutura de nuvem moderna proporciona acesso a dados de parques eólicos e controle de alto nível. Análises modernas podem combinar dados operacionais recentes com dados históricos para fornecer informações valiosas e gerar alertas de desempenho automatizados.
As recentes inovações em tecnologia de sensores prometem melhorar a eficiência, reduzir custos e aumentar a sustentabilidade. Esses avanços estão relacionados à inteligência artificial, automação de processos, gêmeos digitais e monitoramento inteligente.
Assim como muitos outros processos, a inteligência artificial acelerou significativamente o processamento de dados de sensores, fornecendo mais informações, melhorando a eficiência e reduzindo custos. A natureza da IA implica que ela fornecerá mais informações ao longo do tempo. A automação de processos utiliza dados de sensores, processamento automatizado e controladores lógicos programáveis (CLPs) para ajustar automaticamente o passo da hélice, a potência de saída e outros parâmetros. Muitas startups estão adicionando computação em nuvem para automatizar esses processos e tornar a tecnologia mais fácil de usar. As novas tendências em dados de sensores de turbinas eólicas vão além de questões relacionadas a processos. Os dados coletados de turbinas eólicas agora estão sendo usados para criar gêmeos digitais de turbinas e outros componentes de parques eólicos. Os gêmeos digitais podem ser usados para criar simulações e auxiliar no processo de tomada de decisão. Essa tecnologia é inestimável no planejamento de parques eólicos, projeto de turbinas, perícia forense, sustentabilidade e muito mais. Isso é especialmente valioso para pesquisadores, fabricantes e técnicos de serviço.
Data da publicação: 26/03/2024