Aumento da produção anual de energia com soluções digitais RES

O desafio

Normalmente, as turbinas eólicas operam para maximizar sua própria produção de energia, sem considerar sua interação com outras turbinas em todo o parque eólico. Cada uma delas também tem informações muito boas sobre o fluxo de vento em seu local, mas não compartilham essas informações em todo o parque eólico para otimizar a produção. Além disso, os parâmetros de controle padrão de uma turbina podem não gerar o comportamento mais eficiente em uma base específica do local. Esses comportamentos podem levar a uma produção de energia abaixo do ideal em um parque eólico.

Turbinas agindo isoladamente: Quando cada turbina opera de forma independente, alinhando-se estritamente à direção do vento local, ela não considera o impacto sobre as turbinas vizinhas. A esteira (turbulência e vento mais lentos) criada por uma turbina a montante pode reduzir significativamente a eficiência das turbinas a jusante. Isso pode levar a uma produção geral de energia abaixo do ideal e a um maior estresse mecânico nas turbinas a jusante.

Além disso, as turbinas giram, ou guinam, com base nos sinais de direção do vento da instrumentação na nacele da turbina. Os dados de direção do vento da instrumentação na turbina podem não refletir verdadeiramente a direção exata do vento para essa turbina, o que pode causar perda de produção de energia em comparação com o comportamento ideal. Além disso, as turbinas podem realizar ajustes frequentes de guinada para acompanhar mudanças curtas e localizadas na direção do vento. Isso pode resultar em maior desgaste mecânico das turbinas, aumentando os custos de manutenção e reduzindo a vida útil operacional do equipamento.

Muitas turbinas, como as de Altahullion 1, têm ajustado sua guinada com base apenas nas condições locais de vento de sua própria instrumentação, sem considerar a dinâmica geral do parque eólico. Como resultado, elas não estão atingindo todo o seu potencial.

Parâmetros de controle abaixo do ideal: As turbinas eólicas vêm com sistemas de controle projetados pelo fabricante para otimizar seu desempenho. Embora essas configurações de fábrica sejam projetadas para funcionar bem em condições padrão, elas podem não ser ideais para as condições de vento exclusivas de um local específico ou para a condição particular de uma turbina, como sua idade.

Um fator importante que afeta significativamente o desempenho é o comportamento da inclinação da pá. A inclinação da pá refere-se ao ângulo das pás da turbina em relação à direção predominante do vento. O ajuste do passo da pá permite que a turbina capte a quantidade máxima de energia eólica. Ao otimizar o ângulo das pás, a turbina pode operar com mais eficiência, maximizando a produção de energia. Devido à natureza dinâmica das condições do vento, são necessários ajustes contínuos e precisos para manter a eficiência ideal. No entanto, o comportamento padrão de inclinação das pás de uma turbina pode não ser o mais eficiente em uma base específica do local.

A solução

O Dynamic Yaw da RES é fundamental para otimizar o desempenho e a eficiência das turbinas eólicas. Isso envolve garantir que as turbinas maximizem a produção de energia como um grupo, além de fornecer a cada turbina melhores informações sobre o vento que está chegando. Mais especificamente, algumas das tecnologias inovadoras do Dynamic Yaw da RES implementadas e testadas em Altahullion incluem:

• Controle coletivo: As turbinas recebem informações sobre a direção do vento das turbinas vizinhas para que possam tomar uma decisão melhor sobre quando guinar.
• Direcionamento de esteira: O sistema usa técnicas de direção de esteira, em que as turbinas a montante são intencionalmente guinadas para direcionar suas esteiras para longe das turbinas a jusante. Isso atenua os impactos negativos dos efeitos de esteira, melhorando assim a captura de energia e a eficiência geral do parque eólico.

Usamos o TuneUp para fazer o ajuste fino das configurações de controle da turbina. Ao aproveitar dados abrangentes, além dos insights do projeto original do fabricante, agora podemos utilizar análises avançadas para ajustar o desempenho da turbina além das especificações de fábrica.

O impacto

A implementação do produto Dynamic Yaw da RES no parque eólico de Altahullion solucionou com eficácia as ineficiências associadas ao controle independente de guinada da turbina. Ao aproveitar a tecnologia avançada e os dados em tempo real, o parque eólico alcançou maior eficiência energética, reduziu o estresse mecânico e potencialmente estendeu a vida útil da turbina, demonstrando avanços significativos no gerenciamento de parques eólicos.

Juntamente com a implementação de outras tecnologias de RES, Altahullion aumentou seu desempenho e eficiência. Mais especificamente, a estimativa final do aumento do rendimento anual de energia das atualizações combinadas é de 3,4%. Os maiores contribuintes para isso são o TuneUp (2,1%), seguido pelo Controle Coletivo (0,7%).