PUBLICAÇÕES E NOTAS TÉCNICAS
Manutenção preventiva de turbinas eólicas, usos e benefícios dos dados sobre relâmpagos
Este estudo foi apresentado no Workshop de Tecnologia WindEurope Dublin.
Resumo
Os raios e as trovoadas representam um risco significativo para o sector da energia eólica. No ano passado, nos EUA, os danos causados por raios custaram ao sector da energia eólica mais de 100 milhões de dólares e foram responsáveis por 60% das perdas de pás.
Os danos – visíveis e invisíveis – causados por um raio após uma tempestade são múltiplos.
Podem ser materiais e económicos: estruturais, mecânicos, eléctricos – com a destruição direta ou o envelhecimento prematuro de pás, naceles, mastros, componentes de proteção contra os raios – bem como a perda ou a paragem temporária da produção.
A inspeção dos aerogeradores em caso de tempestade torna-se assim indispensável para os operadores e é recomendada por normas como a IEC 62305-3 ou a IEC 61400-24.
A decisão de efetuar uma inspeção dificilmente pode ser tomada sem um sistema de monitorização da atividade das tempestades.
Confiar na ocorrência de uma trovoada numa zona, tipicamente de 20 km, que corresponde aproximadamente à zona em redor de um parque eólico onde pode ser vista, seria irrelevante e dispendioso, uma vez que apenas uma trovoada em cada 5 ou mesmo 10 gera um raio num parque eólico. Neste caso, faz mais sentido instalar contadores de raios em cada turbina eólica de um parque eólico: uma escolha dispendiosa, no entanto, que provavelmente explica porque não foi sistematizada, ao contrário dos sistemas de proteção contra o raio (LPS) que são instalados em cada turbina eólica.
A utilização dos dados do sistema de localização do raio (LLS) é também uma forma alternativa de desencadear controlos orientados ou de os evitar, e não requer a instalação de qualquer equipamento em cada turbina eólica. Alguns LLSs podem exceder uma eficiência de deteção nuvem-solo (CG) de mais de 97%, com uma precisão de localização média de 100 metros, tornando a informação utilizável para decidir se deve ou não desencadear um controlo.
No entanto, apesar da melhoria do desempenho nos últimos anos, nem sempre é possível determinar qual a turbina afetada e pode ser necessário verificar várias turbinas do parque eólico. Além disso, é por vezes necessário analisar e interpretar os dados, uma vez que a localização de um CG em relação a uma turbina não é o único critério a ter em conta. Por exemplo, a intensidade de um CG pode ser um critério mais relevante do que a sua distância mais próxima de uma turbina para decidir se deve ser acionado um controlo.
A análise de 10 casos recentes de danos causados por raios em turbinas eólicas é um primeiro passo para a utilização de critérios combinados para determinar as escolhas mais relevantes. Utilizando simultaneamente critérios de medição de precisão representados por uma elipse de incerteza, a distância e a corrente de pico CG, e também a ocorrência de intra-nuvens que podem, no campo específico das turbinas, ser o marcador de um raio ascendente, a ideia é melhorar o diagnóstico para concluir de forma ainda mais eficaz que deve ser acionado um controlo.
Os resultados deste estudo foram apresentados no WindEurope Technology Workshop em Dublin (2024).
