Como os Relés de transmissão permitem o gerenciamento adequado de parques eólicos
01/02/2021
Energia eólica: geração de energia com poluição zero que faz uso de air lift e resistência.
A energia eólica é de longe uma das fontes de energia mais limpas existentes; visto no passado para bombear água e moer farinha, hoje as pessoas o utilizam para geração de energia. Os parques eólicos costumam situar-se em áreas planas e abertas, onde enormes turbinas eólicas estão espalhadas por todo o lugar. Sempre que o vento sopra em direção ao rotor, suas pás de design específico fazem com que o ar gere uma força de elevação e resistência, que fazem com que o gigantesco rotor gire como uma roda pela dinâmica do ar, transformando a energia eólica em mecânica. Uma turbina eólica aproveita essa energia mecânica do impulsor e a converte em energia elétrica, que se torna uma das fontes de energia utilizadas pelo nosso dia a dia e pela indústria. Estatisticamente, a energia eólica se tornou a segunda maior fonte de energia elétrica do noroeste da China; isso implica que a energia eólica, como geração de energia de baixa eficiência, há muito se tornou um estereótipo dos velhos tempos. Não foi somente a China que desenvolveu dramaticamente a energia eólica nos últimos anos; outros países avançados também utilizam fazendas eólicas, desde as instaladas em terra no passado até as marítmas de hoje em dia, tornando a energia eólica uma indústria de energia com poluição zero que chama a atenção de todo o mundo.
Dificuldades de gestão: turbinas eólicas com centenas de metros de altura espalhadas por todas as áreas remotas, em terra e no mar
Os parques eólicos estão se tornando mais populares e sofisticados com o passar dos anos; o número de parques eólicos existentes em breve excederá em muito os novos. Quando as turbinas eólicas existentes se tornarem a maioria, elas afetarão significativamente o rendimento se sua eficiência operacional for baixa; portanto, o planejamento de O&M de longo prazo de parques eólicos se tornou um tópico popular nos últimos anos. No entanto, o que devemos fazer para implementar um programa de O&M eficaz e rápido para gerenciar esses colossos, com média de 100m de altura, todos situados remotamente ou mesmo no mar?
Empregar DAQ e tecnologias de transmissão de rede para estabelecer soluções de supervisão inteligentes
Um de nossos clientes em Anhui lançou o “Wind Turbine Units - Integral Smart Monitory Solution” para ajudar os proprietários de parques eólicos a resolver facilmente seus problemas de operação e manutenção; sensores instalados em turbinas eólicas coletam as condições operacionais em tempo real de componentes-chave, incluindo corrente de transmissão, lubrificantes de caixa de engrenagens, lâminas, barris de torre, parafusos, etc. Da mesma forma, os componentes DAQ dentro das turbinas obtêm os respectivos dados por meio de tecnologias versáteis de coleta de dados e os transmitem de volta para o solo, ou mesmo para um centro de controle remoto.
Desafios ambientais: espaço extremamente estreito e temperaturas extremas
As turbinas eólicas projetadas nos primeiros anos não eram necessariamente fornecidas com espaço adicional para abrigar dispositivos de detecção e comunicação. Ao mesmo tempo, o gerador de energia na turbina eólica tende a criar um campo eletromagnético e causar interferência em equipamentos de transmissão próximos. As turbinas eólicas em países tropicais são suscetíveis ao sol durante o dia, o que aumenta drasticamente sua temperatura interna; por outro lado, aqueles em áreas de alta latitude sofrem de frio extremo durante a noite. Os produtos de rede comuns, de especificações comerciais, são incapazes de manter a comunicação de dados estável sob tais temperaturas extremas e ambientes de comunicação com fortes interferências. Para isso, atendendo aos requisitos específicos de comunicação de parques eólicos, os clientes procuram a Advantech com a expectativa de obter produtos de rede de nível industrial estáveis e confiáveis.
Recursos para alocação de dispositivos: dispositivo sem fio na frente, dispositivo com fio na parte traseira e no solo.
Após discussão com o cliente, a equipe Advantech percebeu que os aerogeradores se dividem em duas partes, nomeadamente “a zona de rotação frontal” e “a zona do gerador médio e traseiro”. Dispositivos DAQ do cliente são principalmente instalados dentro da zona de rotação da turbina eólica para coletar dados dinâmicos do trem de força e engrenagens, portanto, eles requerem transmissão sem fio para recuperar os dados adquiridos desses dispositivos. Quanto à zona do gerador na seção média e traseira, onde não existem peças rotativas, mas há muito EMI do gerador, a transmissão com fio é mais adequada. Depois de combinar as necessidades do cliente com os resultados da pesquisa de local, a Advantech recomendou instalar um ponto de acesso (AP) industrial sem fio na seção média e traseira, usando comunicação sem fio para receber dados de monitoramento da zona de rotação. Posteriormente, a porta Ethernet no AP é usada para transmitir dados para o switch Ethernet que também se situa na seção média e traseira. Este switch Ethernet transmite ainda os dados da turbina eólica para o solo, transferindo os dados para outro switch Ethernet no solo para posterior transmissão de longa distância.
Recomendação de AP sem fio industrial: Advantech EKI-6333AC
O Access Point sem fio industrial Advantech EKI-6333AC, funciona em duas bandas de frequência de 2,4 / 5 GHz; dados de atributos diferentes podem ser divididos em 2 grupos de transferência, direcionando e acelerando eficazmente os fluxos de dados; ele suporta IEEE802.11ac para garantir a largura de banda. Uma porta Ethernet adicional permite a conexão de cabo de cobre com um switch Ethernet. Sua fonte de alimentação projetada com bloco de terminais suporta 2 conjuntos de entrada de 12-18 VCC para mecanismo de backup. O design em trilho DIN garante fácil instalação dentro da turbina eólica. A carcaça industrial aumenta a resistência a EMI; seu design de dissipação de calor permite que as temperaturas de trabalho variam de -45 °C a 75 °C. As características acima mencionadas permitem a recepção sem fio em tempo real, pelo EKI-6333AC, de dados adquiridos pelos dispositivos DAQ na extremidade frontal da turbina eólica.
Recomendação de switch Ethernet industrial: Advantech EKI-5629CI-MB
O switch Ethernet EKI-5629 gerenciável de nível básico com 10 portas Ethernet RJ-45 permite a conexão com fio com EKI-6333AC; 2 das portas podem ser alteradas em portas ópticas SFP, permitindo uma distância máxima de transferência de 110 km. Seu software de gerenciamento satisfaz todos os serviços básicos de gerenciamento de rede do cliente, como monitorar o status da transmissão do switch via plataforma de nuvem ou configurar uma redundância X-Ring para garantir a qualidade da transmissão. Ele também fornece a tecnologia IXM exclusiva da Advantech que configura facilmente 100 ou mais switches. Além disso, o protocolo de rede oferece suporte não apenas à Ethernet, mas também ao Modbus / TCP, permitindo uma implantação de rede mais ágil.
A Advantech oferece implantação de uma rede estável e confiável, permitindo soluções de supervisão inteligentes
Tanto a série de Access Point EKI-6333AC sem fio industrial da Advantech quanto o switch gerenciado básico EKI-5629CI-MB desempenham funções críticas na transmissão de dados, permitindo soluções inteligentes integradas para que os clientes monitorem suas turbinas eólicas. Até agora, centenas de soluções de supervisão inteligentes equipadas com produtos de rede industrial Advantech foram instaladas em parques eólicos em toda a China. Eles abriram uma janela de supervisão em tempo real para os gerentes controlarem o status da operação em primeira mão dos parques eólicos e encurtar a distância entre o gerenciamento e o equipamento. Não apenas reduziram significativamente a mão-de-obra e despesas com inspeções periódicas de patrulha, mas também elevaram a qualidade de supervisão sobre o equipamento, sendo capazes de identificar falhas em tempo real, para envio imediato ou até avançado de pessoal de serviço para solucionar problemas e/ou substituir componentes com mau funcionamento, mantendo assim a operação do parque eólico altamente eficiente, realmente atendendo às expectativas de “IoT e gerenciamento de nuvem”.
Para saber mais sobre esta solução, fale com um de nossos especialistas
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