Las turbinas eólicas son un componente clave en la transición mundial hacia las cero emisiones netas. Aquí analizamos la tecnología de sensores que garantiza su funcionamiento seguro y eficiente.
Las turbinas eólicas tienen una vida útil de 25 años, y los sensores son fundamentales para garantizar que alcancen su objetivo. Al medir la velocidad del viento, la vibración, la temperatura y otros parámetros, estos diminutos dispositivos garantizan el funcionamiento seguro y eficiente de las turbinas.
Las turbinas eólicas también deben ser económicamente viables. De lo contrario, su uso se considerará menos práctico que el de otras formas de energía limpia o incluso de combustibles fósiles. Los sensores pueden proporcionar datos de rendimiento que los operadores de parques eólicos pueden utilizar para alcanzar la producción máxima de energía.
La tecnología de sensores más básica para aerogeneradores detecta el viento, la vibración, el desplazamiento, la temperatura y la tensión física. Los siguientes sensores ayudan a establecer las condiciones de referencia y a detectar cuándo estas se desvían significativamente de ellas.
La capacidad de determinar la velocidad y dirección del viento es crucial para evaluar el rendimiento de los parques eólicos y las turbinas individuales. La vida útil, la fiabilidad, la funcionalidad y la durabilidad son los criterios principales al evaluar diversos sensores de viento.
La mayoría de los sensores de viento modernos son mecánicos o ultrasónicos. Los anemómetros mecánicos utilizan una cazoleta y una veleta giratorias para determinar la velocidad y la dirección. Los sensores ultrasónicos envían pulsos ultrasónicos desde un lado del sensor a un receptor en el otro. La velocidad y la dirección del viento se determinan midiendo la señal recibida.
Muchos operadores prefieren los sensores de viento ultrasónicos porque no requieren recalibración. Esto permite instalarlos en lugares donde el mantenimiento es difícil.
Detectar vibraciones y cualquier movimiento es fundamental para monitorear la integridad y el rendimiento de las turbinas eólicas. Los acelerómetros se utilizan comúnmente para monitorear las vibraciones en cojinetes y componentes giratorios. Los sensores LiDAR se utilizan a menudo para monitorear las vibraciones de las torres y rastrear cualquier movimiento a lo largo del tiempo.
En algunos entornos, los componentes de cobre utilizados para transmitir la energía de las turbinas pueden generar grandes cantidades de calor, lo que provoca quemaduras peligrosas. Los sensores de temperatura pueden monitorear los componentes conductores propensos al sobrecalentamiento y prevenir daños mediante medidas de diagnóstico automáticas o manuales.
Las turbinas eólicas se diseñan, fabrican y lubrican para evitar la fricción. Una de las áreas más importantes para evitarla es el eje de transmisión, lo cual se logra principalmente manteniendo una distancia crítica entre el eje y sus rodamientos.
Los sensores de corrientes de Foucault se utilizan a menudo para monitorizar la holgura de los cojinetes. Si esta disminuye, la lubricación disminuye, lo que puede reducir la eficiencia y dañar la turbina. Los sensores de corrientes de Foucault determinan la distancia entre un objeto y un punto de referencia. Son resistentes a fluidos, presión y temperatura, lo que los hace ideales para monitorizar la holgura de los cojinetes en entornos hostiles.
La recopilación y el análisis de datos son cruciales para las operaciones diarias y la planificación a largo plazo. La conexión de sensores a una infraestructura de nube moderna proporciona acceso a los datos de los parques eólicos y un control de alto nivel. Los análisis modernos pueden combinar datos operativos recientes con datos históricos para proporcionar información valiosa y generar alertas de rendimiento automatizadas.
Las innovaciones recientes en tecnología de sensores prometen mejorar la eficiencia, reducir costos y optimizar la sostenibilidad. Estos avances se relacionan con la inteligencia artificial, la automatización de procesos, los gemelos digitales y la monitorización inteligente.
Al igual que muchos otros procesos, la inteligencia artificial ha acelerado enormemente el procesamiento de datos de sensores para proporcionar más información, mejorar la eficiencia y reducir costos. La naturaleza de la IA implica que proporcionará más información con el tiempo. La automatización de procesos utiliza datos de sensores, procesamiento automatizado y controladores lógicos programables para ajustar automáticamente el paso, la potencia de salida y más. Muchas startups están incorporando computación en la nube para automatizar estos procesos y facilitar el uso de la tecnología. Las nuevas tendencias en datos de sensores de turbinas eólicas van más allá de los problemas relacionados con los procesos. Los datos recopilados de las turbinas eólicas se utilizan ahora para crear gemelos digitales de turbinas y otros componentes de parques eólicos. Los gemelos digitales se pueden utilizar para crear simulaciones y ayudar en el proceso de toma de decisiones. Esta tecnología es invaluable en la planificación de parques eólicos, el diseño de turbinas, la investigación forense, la sostenibilidad y más. Esto es especialmente valioso para investigadores, fabricantes y técnicos de servicio.
Hora de publicación: 26 de marzo de 2024