Porquê monitorizar as fundações das turbinas eólicas

Neste artigo, exploramos o papel crítico da monitorização da saúde estrutural das fundações de turbinas eólicas, quer como parte de campanhas de inspeção, quer de operações e manutenção regulares. 

Embora a monitorização das turbinas eólicas se concentre normalmente nas pás e nos componentes mecânicos, é crucial reconhecer os benefícios operacionais, financeiros e de gestão de riscos da monitorização das fundações. Iremos explorar a forma como a monitorização das fundações pode otimizar a eficiência dos parques eólicos, poupar custos, garantir a conformidade com a segurança e prolongar a vida útil das turbinas eólicas. Este último aspeto é particularmente relevante num contexto atual em que a infraestrutura dos parques eólicos está a envelhecer: a necessidade de prolongar a vida útil destes activos torna-se crítica para satisfazer a procura prevista de fontes de energia limpas. 

Também discutimos o impacto das alterações climáticas nas torres e fundações das turbinas eólicas e sugerimos medidas para mitigar os riscos. 

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Os registadores de dados sem fios da Worldsensing registam a inclinação das torres, a tensão dos parafusos e o afundamento das fundações na Dinamarca, no âmbito do projeto Virtuwind Horizonte 2020 da União Europeia (Acordo de subvenção n.º 671648)

Vantagens operacionais

Deteção precoce de problemas: A monitorização regular dos principais parâmetros estruturais, como a inclinação e a deslocação vertical e horizontal, ajuda a identificar problemas estruturais numa fase precoce, permitindo reparações ou manutenção atempadas. Isto minimiza o tempo de inatividade e maximiza a eficiência operacional das turbinas eólicas. Os sensores típicos utilizados incluem inclinómetros, medidores de tensão para verificar os pressupostos do projeto sob carga e medidores de fissuras para monitorizar a evolução das fissuras quando estas são detectadas.

Desempenho ótimo: Ao monitorizar cuidadosamente a saúde estrutural das turbinas eólicas, quaisquer desvios ou anomalias podem ser rapidamente detectados, garantindo assim o seu funcionamento ótimo. Mesmo o mais pequeno movimento das fundações pode criar tensões adicionais em toda a turbina, um fator que pode ter sido negligenciado durante a fase de conceção. Ao acompanhar o comportamento das fundações das turbinas eólicas, é possível compreender melhor o seu estado, otimizar a produção de energia e minimizar as perdas de receitas resultantes de um desempenho insuficiente ou de períodos de inatividade inesperados.

É igualmente crucial ter em conta o impacto das alterações climáticas nestas estruturas, uma vez que fenómenos meteorológicos extremos podem levar a um aumento das cargas e tensões. As alterações nos padrões de precipitação e no teor de humidade do solo também podem afetar a estabilidade e a capacidade de suporte da fundação, enquanto a subida do nível do mar e a erosão costeira podem ter impacto nas fundações das turbinas eólicas offshore.

Vantagens financeiras

Poupança de custos: Ao monitorizar o estado estrutural das fundações das turbinas eólicas, as potenciais falhas ou grandes reparações podem ser antecipadas e tratadas de forma proactiva. Isto ajuda a evitar reparações ou substituições de emergência dispendiosas, que exigem a paragem da turbina (ou seja, tempo de inatividade não planeado), o que pode ter um impacto financeiro significativo.

Extensão da vida útil e reequipamento: No contexto dos projectos de extensão da vida útil e de repotenciação, a monitorização do estado estrutural das fundações das turbinas eólicas torna-se ainda mais crucial. Permite aos operadores de parques eólicos avaliar com exatidão a vida útil restante das fundações. Ao identificar antecipadamente qualquer degradação ou deterioração, podem ser tomadas medidas adequadas para prolongar a vida útil das turbinas eólicas para além da sua vida operacional inicialmente estimada. Também ajuda a determinar a adequação das fundações existentes para repotenciação e a avaliar se podem suportar as cargas e tensões acrescidas associadas a turbinas novas e mais potentes. Ao monitorizar as fundações, os operadores podem tomar decisões informadas sobre actualizações ou substituições de fundações para garantir a viabilidade a longo prazo do parque eólico.

Vantagens da gestão de riscos

Garantia de segurança: As turbinas eólicas estão sujeitas a vários factores ambientais, incluindo ventos fortes, vibrações e fenómenos meteorológicos extremos. A monitorização do estado estrutural ajuda a garantir a segurança das turbinas eólicas e a minimizar o risco de falhas catastróficas que poderiam pôr em perigo o pessoal ou as infra-estruturas próximas.

Conformidade regulamentar: Muitos países têm regulamentos e normas em vigor para garantir a integridade estrutural das turbinas eólicas. A monitorização e manutenção regulares das fundações ajudam os operadores de parques eólicos a cumprir estes regulamentos, evitando potenciais penalizações e problemas legais.

Em geral, a monitorização do estado estrutural das fundações das turbinas eólicas proporciona eficiência operacional, poupanças financeiras e uma gestão eficaz dos riscos. Permite uma manutenção proactiva, a deteção precoce de problemas e a tomada de decisões informadas, maximizando o desempenho, a vida útil e a segurança das turbinas eólicas, ainda mais face aos desafios das alterações climáticas.

Os registadores de dados Worldsensing são capazes de ler uma grande variedade de sensores estruturais, geotécnicos e ambientais, enviando dados sem fios para um gateway. Com uma vida útil da bateria superior a 10 anos, os nós sem fios podem ser facilmente instalados e, mais importante, reimplantados noutras turbinas com um esforço mínimo. Os dados podem ser enviados de centenas de nós, cobrindo várias turbinas, para um único gateway localizado a até 15 km de distância, fornecendo uma solução fácil e segura para gerenciar dados críticos de segurança.

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