A Alemanha obtém mais da sua energia renovável a partir da energia eólica do que qualquer outra fonte. Ambos onshore e off, parques eólicos têm enfrentado imensa pressão para inovar. Sistemas precisam ser projetados e construídos para suportar cargas dinâmicas e tempo severo ano após ano sem falha. Particularmente nos meses de inverno, a acumulação de gelo nas lâminas tem sido uma notória fonte de tempo de inatividade não programado. Aceitando o desafio, a LEINE LINDE SYSTEMS só precisava encontrar o parceiro certo para implementar seus planos: B&R.
Um vento feroz e frio sopra do noroeste levando uma carga útil de energia renovável valiosa. No entanto, as turbinas eólicas ficam imóveis, as pás do rotor incrustadas com uma camada de gelo. A tendência do gelo de se acumular nas pás da turbina depende das condições atmosféricas. A formação de gelo na nuvem pode ocorrer a temperaturas de -10 °C a 5 °C. Adicione a essa umidade elevada, névoa ou chuva, e uma acumulação mais substancial não é incomum. Se as lâminas congeladas continuassem a girar, os pedaços que quebram podem ser lançados a centenas de metros, colocando em perigo qualquer pessoa que esteja na área.
Energia limpa em qualquer clima
A LEINE LINDE SYSTEMS sabe como isso pode ser evitado. Fundada em 2012, a filial do sueco LEINE & LINDE AB, com sede em Hamburgo, estabeleceu-se como consultora especializada para aplicações em toda a indústria de energia eólica. Além dos produtos de seu grupo matriz - incluindo codificadores, anéis deslizantes, sensores e motores - a empresa também oferece serviços de engenharia de sistemas e gerenciamento de projetos para aplicações de energia eólica. Os mercados de energia eólica mais importantes atualmente são encontrados na Europa, China e América do Sul.
Para desenvolver seu novo sistema de prevenção de gelo do IPMS, a LEINE LINDE SYSTEMS precisava encontrar um fornecedor para uma solução de controle compacto. O feedback de outras partes do grupo-mãe relataram experiências muito positivas com B & R, e os controladores B&R já ofereciam interfaces para os sensores EnDat do grupo, então a decisão foi tomada rapidamente.
Durante o desenvolvimento do IPMS, a LEINE LINDE SYSTEMS trabalhou em estreita colaboração com a equipe na localização da Hannover B&R , desde a preparação das especificações funcionais e de projeto até a seleção do controlador ideal B&R X20 e módulos de E/S. "Nossa parceria com a B&R foi construída com a sustentabilidade de longo prazo em mente. Tínhamos um objetivo claramente definido de evitar o uso de múltiplos sistemas - em vez de depender de um parceiro para ir para a solução inteira. A B&R tem sido um ajuste perfeito desde o início," diz Ralf Düllmann, CTO da LEINE LINDE SYSTEMS.
Quando as condições estiverem corretas
O sistema IPMS foi concebido para detectar e impedir a acumulação de gelo nas pás do rotor da turbina eólica. Os problemas com gelo variam de peso desigualmente distribuído que traz a turbina fora de equilíbrio para o perigo de segurança conhecido como "jogar geo" quando lâminas derramar seu gelo de meados de rotação. Para contrariar estes efeitos, o sistema IPMS monitora um conjunto específico de parâmetros meteorológicos e alerta os operadores se as condições representarem um risco de acumulação de gelo. Uma câmera de rede instalada no sistema permite aos operadores visualizar a situação remotamente usando um smartphone ou PC e fechar a turbina imediatamente ou ter um desligamento automático desencadeado por níveis de alarme definidos.
A principal vantagem do sistema IPMS é que ele fornece detecção precoce de condições causadoras de gelo. O fechamento das turbinas antes do acúmulo de gelo ajuda a minimizar o rendimento perdido porque não é mais necessário esperar pelo derretimento do gelo antes de retomar a operação. Ele também abre opções para reagir a diferentes situações, como parar a rotação para evitar a coleta de umidade adicional ou ligar um sistema de aquecimento de lâmina com antecedência.
"Na maioria dos casos, regulamentos ou licenças de operação requerem uma inspeção visual para confirmar que as pás estão livres de gelo antes que a turbina possa retomar a operação. Isso normalmente é tratado por um funcionário no site, mas com o IPMS a verificação pode ser realizada remotamente. Isso economiza tempo e dinheiro," explica Matthias Finke, gerente sênior de produtos da LEINE LINDE SYSTEMS.
Tendências da energia eólica
A tendência da indústria é para turbinas mais altas com lâminas mais longas. À medida que os espaços abertos se tornam escassos, as turbinas são cada vez mais colocadas em áreas de vento fraco, portos, zonas industriais e florestas - onde a segurança desempenha um papel ainda mais proeminente.
Em vez de simplesmente construir uma versão ampliada de uma instalação existente, novas turbinas estão sendo completamente redesenhadas com tecnologia de sensores mais extensa e uso mais eficiente de materiais de construção para maximizar a disponibilidade e segurança.
Em 2015, a Alemanha gerou mais eletricidade a partir da energia eólica do que a energia nuclear pela primeira vez na história. Em 2025, o país pretende aumentar ainda mais a parte da eletricidade gerada a partir de fontes renováveis para pelo menos 40%. A longo prazo, apenas os parques eólicos offshore devem abastecer a rede com cerca de 15.000 megawatts. Hoje, a energia eólica representa mais de 9% da eletricidade produzida na Alemanha.
Ralf Düllmann, CTO, LEINE LINDE SYSTEMS
"Nossa parceria com a B&R foi construída com a sustentabilidade de longo prazo em mente. Tínhamos um objetivo claramente definido de evitar o uso de múltiplos sistemas - em vez de depender de um parceiro para ir para a solução inteira. A B&R tem sido um ajuste perfeito desde o início. "