Elektrownie wiatrowe są przyszłością sektora energetycznego. Z badań przeprowadzonych w 2018 roku przez WindEurope wynika, że energia wiatrowa dostarczyła aż 14% zapotrzebowania UE na energię elektryczną. I co więcej liczby te stale rosną – jest to o ponad 2% więcej niż w roku poprzednim. Dlatego niezawodność i ciągłość działania urządzeń w elektrowniach wiatrowych to priorytet. Awaria maszyn w trudno dostępnych miejscach może spowodować długą przerwę w dostawie prądu, a jej usunięcie wiąże się z dużymi kosztami naprawy. W jaki sposób zadbać o ich ochronę i prawidłowe działanie? Na co zwrócić uwagę? Na te pytania odpowiada specjalista z firmy Senvion GmbH – producenta turbin lądowych i morskich – Hauke Reimers.
Płaskie równiny północnych Niemiec. Zachmurzone niebo i wiejący wiatr. Dla większości z nas nie jest to wymarzona pogoda. Zupełniej inaczej niż dla Hauke Reimers’a – dyrektora działu Electrical Product Engineering w firmie Senvion GmbH. Wiatr, a dokładniej elektrownie wiatrowe, są dla niego sposobem na życie, jakie wybrał w tym trudno dostępnym regionie. W takim miejscu niezawodność wykorzystywanych technologii to priorytet. Nie ma miejsca na błędy, a jakość i trwałość urządzeń ma kluczowe znaczenie. W takim przypadku bardzo ważna jest stała obserwacja pracy turbin wiatrowych. W tym celu firma Senvion wykorzystuje najnowocześniejsze rozwiązania z zakresu komunikacji, które pobierają dane z Turbine Control Centre (TCC – centrum sterowania turbinami) w Osterrönfeld. Do TCC dostarczane są informacje z elektrowni w Kanadzie, Australii i z obiektów znajdujących się na Morzu Północnym.
Na sprawność turbiny wiatrowej wpływa każda, nawet najmniejsza część. Drobna usterka może doprowadzić do wyłączenia całego systemu, a dzień przerwy w działaniu to straty na poziomie tysięcy euro. „Niezwykle dokładnie sprawdzamy wszystkie podzespoły, gdy trafiają one do naszego zakładu produkcyjnego, a potem z kolei – gdy opuszczają fabrykę. Dotyczy to również szaf sterowniczych firmy Rittal, które zabezpieczają urządzenia sterujące i monitorujące w wielu naszych zakładach” – mówi Hauke Reimers. Połączone szeregowo szafy sterownicze chronią inwerter – elektroniczne serce turbiny wiatrowej, który przekształca częstotliwość energii generowanej przez wiatr na stosowaną w sieci energetycznej. Standaryzacja i łączenie szeregowe to bardzo duża zaleta, szczególnie w sytuacjach gdy zachodzi potrzeba rozbudowy systemu do rozmiaru inwertera. Zastosowane w tym przypadku szafy Rittal są niezwykle odporne na korozję i uszkodzenia – głównie dzięki trójwarstwowej obróbce powierzchniowej, tj. podkładowi nanoceramicznemu, elektroforezowemu gruntowaniu zanurzeniowemu i strukturowemu powlekaniu proszkowemu. Oznacza to, że system może być stosowany na całym świecie – także tam, gdzie turbiny wiatrowe znajdują się w ekstremalnych warunkach, np. podczas obfitych opadów śniegu, w tropikalnym upale lub na pełnym morzu.
Konstruktorzy przykładają szczególną uwagę do szafy górnej – jednego z najważniejszych elementów w turbinie wiatrowej, która znajduje się na szczycie gondoli. Jest ona odpowiedzialna za monitorowanie układu przeniesienia napędu i sterowania obrotami gondoli.
„Szafa górna i dolna cały czas wymieniają się danymi oraz komunikują się z TCC. Dane, które są przesyłane pomiędzy nimi to m.in. informacje o prędkości wiatru, ilości wytworzonej energii elektrycznej czy temperaturze przekładni. Jest to bardzo interesująca kwestia z punktu widzenia konserwacji zapobiegawczej”, wyjaśnia Reimers.
Dzięki komunikacji części podlegające zużyciu, np. wentylatory filtrujące w szafie sterowniczej, wymieniane są zawsze w odpowiednim momencie. Im dokładniej można określić datę wymiany, tym mniej wentylatorów zostaje zużytych w czasie trwania okresu eksploatacyjnego elektrowni wiatrowej. A to z kolei pozwala na znaczne ograniczenie kosztów konserwacji. Wentylatory filtrujące firmy Rittal, które wykorzystują technologię EC, wyróżniają się mniejszym zużyciem mocy oraz posiadają zintegrowany interfejs. Dzięki niemu sterowanie wentylatorem oraz monitorowanie jego prędkości obrotowej jest szybkie i łatwe.
Firma Senvion planuje w przyszłości wykorzystywać także w elektrowniach wiatrowych klimatyzatory Rittal Blue e+. Celem jest osiągnięcie najwyższego poziomu kontroli temperatury. Pozwoli to rozszerzyć możliwości zdalnego monitorowania i konserwacji predykcyjnej. Dzięki klimatyzatorom Blue e+ inżynierowie będą mogli przydzielać adresy IP, aby zdalnie i w każdym momencie mapować wartości pomiarowe z czujników. Dzięki temu możliwa będzie analiza wszystkich powiadomień systemowych, maksymalnej temperatury otoczenia, minimalnej temperatury wewnątrz szaf sterowniczych, cyklów pracy oraz… wykorzystanie mocy. Klimatyzatory stają się w ten sposób integralną częścią koncepcji Przemysłu 4.0, która ułatwia obsługę, optymalizuje pracę i przede wszystkim – przynosi znaczne oszczędności. Dzięki takim rozwiązaniom, technicy z firmy Senvion nie będą musieli odwiedzać elektrowni w trudno dostępnych miejscach tak często jak jeszcze do niedawna. Innowacyjne rozwiązania w zakresie szaf sterowniczych, wykorzystujące najnowocześniejsze technologie komunikacyjne firmy Rittal pomagają w utrzymaniu niezawodności w elektrowniach wiatrowych Senvion – a w ten sposób przyczyniają się do generowania czystej energii elektrycznej.