Niemcy czerpią więcej odnawialnej energii z elektrowni wiatrowych niż jakiegokolwiek innego źródła. Zarówno na lądzie, jak i poza nim, farmy wiatrowe musiały stawić czoła ogromnej presji na wprowadzanie innowacji. Instalacje muszą być zaprojektowane i zbudowane tak, aby wytrzymać obciążenia dynamiczne i trudne warunki pogodowe rok po roku, bez awarii. Stałą przyczyną niezaplanowanych przestojów, szczególnie w miesiącach zimowych, jest oblodzenie łopat. Firma LEINE LINDE SYSTEMS, która podjęła się temu zaradzić, musiała jedynie znaleźć odpowiedniego partnera do realizacji swoich planów: firmę B&R.
Ostra, zimny wiatr wieje z północnego zachodu, niosąc ze sobą mnóstwo cennej, odnawialnej energii. Jednak turbiny wiatrowe stoją nieruchomo – łopaty ich wirnika pokryte są warstwą lodu. Tendencja do osadzania się lodu na łopatach turbiny zależy od warunków atmosferycznych. Oblodzenie wywołane chmurą może pojawić się w temperaturze od -10°C do 5°C. Gdy dodamy do tego wysoką wilgotnością powietrza, mgłę lub deszcz – możemy się spodziewać znacznego nagromadzenia lodu. Ponowne uruchomienie oblodzonych łopat powoduje oderwanie się brył lodu, które mogą zostać odrzucone na odległość setek metrów, zagrażając wszystkim w pobliżu.
Czysta energia w każdą pogodę
Firma LEINE LINDE SYSTEMS wie, jak temu zapobiec . Firma, założona w 2012 r., w Hamburgu, na bazie filii szwedzkiej spółki LEINE & LINDE AB, ceniona jest jako ekspert w dziedzinie aplikacji w branży energii wiatrowej. Oprócz produktów innych firm z macierzystej grupy – tym enkoderów, pierścieni ślizgowych, czujników i silników – firma oferuje także usługi z zakresu projektowania systemów i zarządzania na potrzeby energetyki wiatrowej. Najbardziej znaczące rynki energetyki wiatrowej to obecnie Europa, Chiny i Ameryka Południowa.
Aby opracować swój nowy system zapobiegania oblodzeniom IPMS IPMS, firma LEINE LINDE SYSTEMS musiała znaleźć dostawcę kompaktowego urządzenia sterującego. Inne spółki z macierzystej grupy firm przekazywały opinie o bardzo pozytywnych doświadczeniach ze współpracy z firmą B&R, poza tym firma ta oferowała już interfejsy do czujników należącej do grupy firmy EnDat, decyzję zatem podjęto szybko.
Podczas konstruowania urządzenia IPMS, firma LEINE LINDE SYSTEMS współpracowała ściśle z zespołem zakładu B&R w Hanowerze – od etapu przygotowania specyfikacji funkcjonalnych i projektowych po dobór optymalnego sterownika X20 sterownik i modułów we/wy firmy B&R. "Nasza współpraca z firmą B&R miała w zamyśle być współpracą długofalową. Naszym jasno określonym celem było skorzystanie z usług jednego partnera w zakresie całego rozwiązania zamiast stosowania wielu systemów. Firma B&R pasowała nam idealnie od samego początku" – mówi Ralf Düllmann, Dyrektor ds. Technicznych firmy LEINE LINDE SYSTEMS.
Gdy warunki są spełnione
System IPMS jest przeznaczony do wykrywania i zapobiegania gromadzeniu się lodu na łopatach wirnika turbiny wiatrowej. Problemy z lodem mogą wynikać m.in. z nierównomiernego rozłożenia jego masy, Co wytrąca turbinę ze stanu równowagi oraz zagrożenia bezpieczeństwa znanego jako "lodowe kamienie", gdy lód odpada od obracających się łopat. Aby przeciwdziałać tym skutkom, system IPMS monitoruje określony zestaw parametrów meteorologicznych i ostrzega pracowników obsługi, gdy warunki stwarzają ryzyko oblodzenia. Kamera sieciowa zainstalowana w systemie zapewnia operatorom zdalny przegląd sytuacji za pośrednictwem smartfonu lub komputera. Mogą wyłączyć turbinę od razu lub zaprogramować automatyczne wyłączenie w razie zaistnienia określonych poziomów alarmowych.
Podstawową zaletą systemu IPMS jest zapewnienie wczesnego wykrywania warunków powodujących oblodzenie. Wyłączanie turbin zanim nagromadzi się lód pomaga zminimalizować straty w produkcji, gdyż nie trzeba już czekać na stopienie się lodu przed wznowieniem pracy. Pozwala także reagować odpowiednio w różnych sytuacjach, na przykład zatrzymać obroty, aby uniknąć gromadzenia dodatkowej wilgoci, lub włączyć zawczasu system ogrzewania łopat.
"W większości przypadków, zgodnie z przepisami lub zezwoleniem na eksploatację, przed wznowieniem pracy konieczna jest kontrola wzrokowa mająca potwierdzić, że na łopatach nie ma lodu. Zwykle robi to pracownik na miejscu, natomiast z systemem IPMS, weryfikacja może być wykonywana zdalnie. Oszczędza się czas i pieniądze" – wyjaśnia Matthias Finke, Główny Kierownik Produktu w firmie LEINE LINDE SYSTEMS.
Tendencje w zakresie elektrowni wiatrowych
Obecnie w branży przeważa tendencja budowania turbin wyższych, z dłuższymi łopatami. Coraz mniej jest otwartych przestrzeni, dlatego turbiny coraz częściej instaluje się w okolicach mniej wietrznych, portach, strefach przemysłowych i lasach – słowem w miejscach, w których kwestie bezpieczeństwa odgrywają jeszcze ważniejszą rolę.
Nowe turbiny nie są po prostu zaawansowaną wersją istniejącej instalacji. Zostały całkowicie przeprojektowane, z zastosowaniem bardziej rozbudowanej technologii czujników i bardziej efektywnym wykorzystaniem materiałów budowlanych w celu zapewnienia maksymalnej dostępności i bezpieczeństwa.
W 2015 roku, Niemcy po raz pierwszy w historii uzyskały więcej energii elektrycznej z energii wiatru niż elektrowni atomowych. Do roku 2025, kraj ten zamierza zwiększyć udział energii wytwarzanej ze źródeł odnawialnych do co najmniej 40%. Oczekuje się, że w dłuższej perspektywie, same przybrzeżne farmy wiatrowe będą zasilać sieć około 15 tys. megawatów. Energia wiatrowa daje obecnie przeszło 9% energii elektrycznej produkowanej w Niemczech.
Ralf Düllmann, Dyrektor ds. Technicznych, LEINE LINDE SYSTEMS
"Nasza współpraca z firmą B&R miała w zamyśle być współpracą długofalową. Naszym jasno określonym celem było skorzystanie z usług jednego partnera w zakresie całego rozwiązania zamiast stosowania wielu systemów. Wybór B&R był od samego początku strzałem w dziesiątkę".