Ökad årlig energiavkastning med digitala lösningar från RES

Utmaningen

Vanligtvis drivs vindkraftverken för att maximera sin egen energiproduktion, utan hänsyn till hur de samverkar med andra vindkraftverk i hela vindkraftsparken. De har också var och en mycket bra information om vindflödet på sin plats, men de delar inte med sig av denna information till hela vindkraftsparken för att optimera produktionen. Dessutom är det inte säkert att de standardiserade kontrollparametrarna för en turbin leder till det mest effektiva beteendet på en platsspecifik basis. Dessa beteenden kan leda till en suboptimal energiproduktion från en vindkraftspark.

Turbiner som agerar isolerat: När varje turbin arbetar självständigt och anpassar sig strikt till den lokala vindriktningen tar den inte hänsyn till påverkan på närliggande turbiner. Det kölvatten (turbulens och långsammare vind) som skapas av en turbin uppströms kan avsevärt minska effektiviteten hos turbiner nedströms. Detta kan leda till en suboptimal total energiproduktion och ökad mekanisk påfrestning på turbinerna nedströms.

Turbinerna svänger dessutom, eller girar, baserat på vindriktningssignaler från instrument i turbinens gondol. Vindriktningsdata från turbinens instrumentering kanske inte riktigt återspeglar den korrekta vindriktningen för den turbinen, vilket kan leda till förlorad energiproduktion jämfört med optimalt beteende. Turbinerna kan också utföra frekventa girjusteringar för att följa korta, lokala förändringar i vindriktningen. Detta kan leda till ökat mekaniskt slitage på turbinerna, vilket ökar underhållskostnaderna och minskar utrustningens livslängd.

Många turbiner, som de på Altahullion 1, har justerat sin gir enbart baserat på lokala vindförhållanden från sina egna instrument, utan att ta hänsyn till den övergripande dynamiken i vindkraftsparken. Som ett resultat av detta uppnår de inte sin fulla potential.

Suboptimala kontrollparametrar: Vindkraftverk levereras med tillverkaranpassade styrsystem som är avsedda att optimera deras prestanda. Även om dessa fabriksinställningar är utformade för att fungera bra under standardförhållanden är det inte säkert att de passar perfekt för de unika vindförhållandena på en viss plats eller för turbinens särskilda skick, t.ex. dess ålder.

En nyckelfaktor som har stor inverkan på prestandan är bladens lutning. Med bladlutning avses turbinbladens vinkel i förhållande till den rådande vindriktningen. Genom att justera bladens lutning kan turbinen fånga upp maximal mängd vindenergi. Genom att optimera bladens vinkel kan turbinen arbeta mer effektivt och maximera uteffekten. På grund av vindförhållandenas dynamiska karaktär krävs kontinuerliga och exakta justeringar för att upprätthålla optimal effektivitet. Det är dock inte säkert att den standardmässiga bladvinkeln för en turbin är den mest effektiva på en platsspecifik basis.

Lösningen

RES’ Dynamic Yaw är avgörande för att optimera vindkraftverkens prestanda och effektivitet. Det handlar både om att se till att turbinerna maximerar energiutbytet som grupp och om att ge varje turbin bättre information om den inkommande vinden. Mer specifikt omfattar några av RES innovativa Dynamic Yaw-teknik som implementerats och testats vid Altahullion

• Kollektiv kontroll: Turbinerna får information om vindriktningen från angränsande turbiner så att de kan fatta bättre beslut om när de ska gira.
• Styrning av kölvattnet: Systemet använder tekniker för kölvattenstyrning, där uppströms turbiner avsiktligt vrids för att rikta sina kölvatten bort från nedströms turbiner. Detta mildrar de negativa effekterna av kölvattnet och förbättrar därmed vindkraftsparkens totala energiutvinning och effektivitet.

Vi använder TuneUp för att finjustera turbinens kontrollinställningar. Genom att utnyttja omfattande data, utöver tillverkarens ursprungliga designinsikter, kan vi nu använda avancerad analys för att finjustera turbinens prestanda utöver fabriksspecifikationerna.

Konsekvenserna

Implementeringen av RES Dynamic Yaw-produkt i Altahullion Wind Farm har effektivt åtgärdat de ineffektiviteter som är förknippade med oberoende girreglering av turbinerna. Genom att utnyttja avancerad teknik och realtidsdata har vindkraftsparken uppnått högre energieffektivitet, minskad mekanisk belastning och potentiellt förlängd livslängd för turbinerna, vilket visar på betydande framsteg inom vindkraftsförvaltning.

Tillsammans med implementeringen av andra RES-tekniker ökade Altahullion sin prestanda och effektivitet. Mer specifikt är den slutliga uppskattningen av den årliga energiavkastningsökningen från de kombinerade uppgraderingarna 3,4%. De största bidragsgivarna till detta är TuneUp (2,1%) följt av Collective Control (0,7%).