PUBBLICAZIONI E NOTE TECNICHE
Manutenzione preventiva delle turbine eoliche, usi e benefici dei dati sui fulmini
Questo studio è stato presentato al Technology Workshop di WindEurope Dublino.
Sintesi
I fulmini e i temporali rappresentano un rischio significativo per l’industria dell’energia eolica. L’anno scorso, negli Stati Uniti, i danni causati dai fulmini sono costati all’industria dell’energia eolica più di 100 milioni di dollari e hanno rappresentato il 60% delle perdite delle pale.
I danni – visibili e invisibili – causati dai fulmini in seguito a un temporale sono molteplici.
Possono essere materiali ed economici: strutturali, meccanici, elettrici, con la distruzione diretta o l’invecchiamento precoce di pale, gondole, pali, componenti di protezione dai fulmini, nonché la perdita o l’interruzione temporanea della produzione.
L’ispezione delle turbine eoliche in caso di tempesta sta quindi diventando essenziale per gli operatori ed è raccomandata da norme come la IEC 62305-3 o la IEC 61400-24.
La decisione di effettuare un’ispezione non può essere presa senza un sistema di monitoraggio dell’attività delle tempeste.
Affidarsi al verificarsi di un temporale in una zona, tipicamente di 20 km, corrispondente all’incirca alla zona intorno a un parco eolico in cui può essere visibile, sarebbe irrilevante e costoso, poiché solo un temporale su 5 o addirittura su 10 genera un fulmine in un parco eolico. In questo caso, ha più senso installare contatori di fulmini su ogni turbina di un parco eolico: una scelta costosa, tuttavia, che probabilmente spiega perché non è stata sistematizzata, a differenza dei sistemi di protezione dai fulmini (LPS) che sono installati su ogni turbina.
Anche l’utilizzo dei dati del sistema di localizzazione dei fulmini (LLS) è un modo alternativo per attivare controlli mirati o evitarli, e non richiede l’installazione di apparecchiature su ogni turbina eolica. Alcuni LLS possono superare un’efficienza di rilevamento cloud-to-ground (CG) di oltre il 97%, con una precisione di localizzazione mediana di 100 metri, rendendo le informazioni utilizzabili per decidere se attivare o meno un controllo.
Tuttavia, nonostante i miglioramenti delle prestazioni degli ultimi anni, non è sempre possibile determinare quale turbina sia stata colpita e può essere necessario controllare diverse turbine del parco eolico. Inoltre, a volte è necessario analizzare e interpretare i dati, poiché la posizione di un CG rispetto a una turbina non è l’unico criterio da prendere in considerazione. Ad esempio, l’intensità di un CG può essere un criterio più rilevante della sua distanza da una turbina per decidere se attivare un controllo.
L’analisi di 10 casi recenti di danni da fulmine alle turbine eoliche è un primo passo verso l’utilizzo di criteri combinati per determinare le scelte più rilevanti. Utilizzando sia criteri di misurazione di precisione rappresentati da un’ellisse di incertezza, la distanza e la corrente di picco CG, sia la presenza di nuvole interne che, nel campo specifico delle turbine, possono essere il marcatore di un fulmine ascendente, l’idea è quella di migliorare la diagnosi per concludere in modo ancora più efficace che un controllo debba essere attivato.
I risultati di questo studio sono stati presentati al WindEurope Technology Workshop di Dublino (2024).
