Inteligentní monitorování stavu větrných turbín slibuje o 50 % vyšší spolehlivost

Výzkumníci vyvinuli pokročilý systém pro kontinuální monitorování komponentů větrných turbín, které slibuje zlepšení spolehlivosti až o 50 %. Systém umožňuje vyhodnocovat stav převodovky, rotujících částí a generátoru, částí, které se podílejí na více než pětině prostojů větrných turbín.

Technické problémy v současné době představují velké riziko pro ekonomickou výhodnost provozu větrných turbín, především v offshore instalacích, kde je technická nespolehlivost vyšší než v případě onshore turbín. Poruchy na offshore elektrárnách jsou navíc nákladné na opravu.

Podle dat shromážděných výzkumníky stojícími za projektem je nutné ke dvěma plánovaným návštěvám offshore parků ročně na pravidelnou údržbu přičíst u mnoha instalací dalších 20 neplánovaných návštěv vynucených poruchami jednotlivých elektráren.

Náklady na provoz a údržbu mohou u větrných elektráren představovat až 25 % měrných výrobních nákladů elektřiny za životnost elektrárny. V případě nových turbín se jedná o zhruba 10-15 %, ke konci životnosti mohou náklady na provoz a údržbu představovat okolo 20-35 % nákladů na jednotku vyrobené elektřiny.

Nepředvídatelné selhání některých komponent větrných elektráren, jako jsou například turbínové lopatky, převodovka, generátor, brzdný nebo otáčecí systém může vést k podstatně vyšším nákladům na údržbu a snížení dostupnosti větrných turbín.

Systém CSMWind

Projekt CMSWind neboli pokročilý monitorovací systém pro posuzování rotujících částí větrných turbín slibuje až o 50 % vyšší spolehlivost, díky kombinaci tří technik pro sledování stavu součástí větrných elektráren.

Systém sledování vibrací, proudové charakteristiky motoru a akustiky byl navržen tak, aby byl schopen vyhodnotit stav převodovky, rotujících částí a generátoru. Komponentů, které se podle zkušeností z provozu podílí 22 % na prostojích větrných turbín.

Ověřeno v praxi

Pro ověření byl vyvinutý prototyp systému instalován na elektrárně Vesta V90-3.0 MW v turecké elektrárně Bandirma, kde byl půl roku testován jeho případný negativní vliv na provoz elektrárny. Činnost zařízení nebyla ovlivněna, rovněž nebyla zjištěna žádná závada nebo selhání systému.

Díky tomu bylo možné ze získaných dat vytvořit průběhy jednotlivých veličin při bezporuchovém stavu. Monitorovací systém v případě odchylky od standardních průběhů v nastavených limitech odešle varování. Při překročení určitého počtu varovných signálů je odeslána výstraha indikující potenciální poškození turbíny.

Systém umožňuje včasné odhalení vad komponentů větrných turbín, může také pomoci optimalizovat plán údržby. Nadbytečná údržba a výpadky větrných turbín tak mohou být do velké míry eliminovány, čímž se sníží náklady na vyrobenou elektřinu.