As turbinas eólicas são um componente essencial na transição mundial para zero emissões líquidas. Aqui, analisamos a tecnologia de sensores que garante sua operação segura e eficiente.
As turbinas eólicas têm uma vida útil de 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 muito mais, esses pequenos dispositivos garantem 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 seguintes sensores ajudam a estabelecer condições básicas e detectar quando as condições se desviam significativamente das condições básicas.
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 um copo giratório e uma palheta para determinar a velocidade e a direção. Os sensores ultrassônicos enviam pulsos ultrassônicos de um lado da unidade sensora para um receptor no outro lado. A velocidade e a direção do vento são determinadas pela medição do sinal recebido.
Muitos operadores preferem sensores de vento ultrassônicos porque eles não requerem recalibração. Isso permite que sejam instalados em locais de difícil manutenção.
Detectar vibrações e qualquer movimento é fundamental para monitorar a integridade e o desempenho das turbinas eólicas. Acelerômetros são comumente usados para monitorar vibrações em rolamentos e componentes rotativos. Sensores LiDAR são frequentemente usados para monitorar vibrações de torres e rastrear qualquer movimento ao longo do tempo.
Em alguns ambientes, os componentes de cobre usados para transmitir a energia da turbina podem gerar grandes quantidades de calor, causando queimaduras perigosas. Sensores de temperatura podem monitorar componentes condutores propensos a 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 atrito. Uma das áreas mais importantes para evitar o atrito é ao redor do eixo de transmissão, o que é alcançado principalmente pela manutenção de uma distância crítica entre o eixo e seus mancais associados.
Sensores de correntes parasitas são frequentemente usados para monitorar a "folga dos mancais". Se a folga diminuir, a lubrificação 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 severos.
A coleta e a análise de dados são cruciais para as operações diárias e o planejamento de longo prazo. Conectar sensores a uma infraestrutura de nuvem moderna fornece acesso aos dados do parque eólico e controle de alto nível. Análises modernas podem combinar dados operacionais recentes com dados históricos para fornecer insights valiosos e gerar alertas de desempenho automatizados.
Inovações recentes em tecnologia de sensores prometem aumentar a eficiência, reduzir custos e aprimorar a sustentabilidade. Esses avanços estão relacionados à inteligência artificial, automação de processos, gêmeos digitais e monitoramento inteligente.
Como muitos outros processos, a inteligência artificial acelerou significativamente o processamento de dados de sensores para fornecer mais informações, melhorar a eficiência e reduzir custos. A natureza da IA significa que ela fornecerá mais informações ao longo do tempo. A automação de processos usa dados de sensores, processamento automatizado e controladores lógicos programáveis para ajustar automaticamente o passo, a potência de saída e muito mais. 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 das questões relacionadas ao processo. Os dados coletados de turbinas eólicas agora estão sendo usados para criar gêmeos digitais de turbinas e outros componentes de parques eólicos. 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.
Horário da publicação: 26/03/2024