Wiedeńska firma Ventus Engineering nawiązała ścisłą współpracę z Uniwersytetem Wiedeńskim w zakresie opracowania nowego czujnika monitorowania stanu łopat. Projekt otrzymał 2,4 miliona euro dofinansowania z Austriackiej Agencji Promocji Badań (FFG). Firma poinformowała już o opatentowaniu systemu Monitorowania Stanu Najistotniejszych Komponentów (Critical Components Condition Monitoring), systemu wykrywania usterek i natychmiastowego systemu alarmowego – nazwanego TripleCMAS – technologia będzie monitorować wydajność aerodynamiczną zarówno pojedynczych łopat turbiny wiatrowej, jak i cały wirnik, a także dodatkowo stan krytycznych elementów znajdujących się w gondoli.

Na początku projektu korzystano ze standardowych czujników (używanych w przemyśle motoryzacyjnym i lotniczym), które montowano wewnątrz łopat turbiny. Pozwoliło to firmie Ventus Engineering na weryfikację swej koncepcji w lutym 2018 r. Obecnie, od października 2018 r., wykorzystywany jest już system TripleCMAS do weryfikacji już opracowanych algorytmów w połączeniu z weryfikacją krzywej mocy na różnych rodzajach turbin wiatrowych w Austrii.

Proces weryfikacji krzywej mocy nie wymaga kalibracji i zajmie tylko 20 tygodni przy użyciu systemu LiDAR zamontowanego na gondoli, a więc mniej niż połowę z 12 miesięcy zwykle wymaganych przez system LiDAR z gondolą naziemną, powiedział Poul Anker Lübker, dyrektor techniczny.

Dzięki eliminacji niewspółosiowości odchyłu wirnika łopat, przesunięć łopat, czy niezrównoważenia wirnika, możliwa jest duża poprawa dzięki zastosowaniu bezprzewodowych czujników z własnym zasilaniem, które opracowano specjalnie dla turbin wiatrowych. Pozwalają one ponadto na analizę danych w czasie rzeczywistym, do czego wykorzystywane są dedykowane algorytmy i opracowywana obecnie sztuczna inteligencja.

Nowa technologia czujników bezprzewodowych może zostać łatwo dopasowana do wszystkich istniejących rodzajów turbin wiatrowych i zastąpić tradycyjny system pomiaru kierunku wiatru umieszczany za rotorem oraz wciąż często zawodny system LiDAR, a jednocześnie będzie będzie znacznie mniej kosztowna- powiedział Lübker.

Firma przeanalizowała 500 losowo wybranych turbin w Europie i Chinach. Z badań tych wynika, iż tylko około 20% turbin ma niewspółosiowość odchylenia mniejszą niż 2 stopnie, zaś więcej niż 50%, z nich ma przesunięcie większe niż 6 stopni. Zmniejsza to zarobki i niepotrzebne obciąża maszyny.

Lübker szacuje, że 10-stopniowe przesunięcie może zmniejszyć zyski turbiny o mocy 3,5MW o 3%, co przy założeniu 20 lat pracy odpowiada około 0,7 mln EUR.