A Air Windpower desenvolve o primeiro protótipo de gerador eólico

A Air Windpower desenvolve um protótipo de gerador eólico

Desafio

  • Os componentes elétricos e automáticos tinham que gerenciar e monitorar a operação do gerador eólico com o máximo de eficiência e sem paradas não programadas

Soluções

Resultados

  • Disponibilidade muito alta
  • Excelente eficiência e confiabilidade
  • Sem falhas ou paradas não programadas
  • Gestão autônoma do gerador eólico

Os componentes da Allen-Bradley permitem que o gerador eólico funcione autonomamente e com excelente eficiência energética

Histórico

A Air Windpower é uma empresa com sede em Navarra, Espanha, com foco no fornecimento de vantagens da energia eólica para os seus clientes, instalando geradores eólicos.

A empresa, composta por engenheiros e profissionais com longa experiência na indústria de energia, iniciou suas atividades com a construção de um protótipo inovador de um gerador eólico de tecnologia de ponta de 100 kW instalado em Muruarte de Reta, uma pequena cidade a 15 km de Pamplona.

Esta máquina foi criada com um objetivo claro:maximizar a confiabilidade e minimizar o custo da energia produzida durante a sua vida operacional.

Desde o início, a Air Windpower trabalhou junto com a Boreas, uma empresa especializada em instalações de energia renovável e dedicada ao projeto da máquina, incluindo a estrutura aerodinâmica das lâminas, o desenvolvimento dos componentes principais e a inter-relação entre seus elementos.

Depois de vários meses de testes e monitoração, em que o gerador eólico foi submetido a todo tipo de análise para verificar sua operação e confiabilidade, a empresa deu início a um novo estágio em sua estratégia:o lançamento comercial dos geradores eólicos, que estarão disponíveis em dois modelos.

O primeiro deles é adequado para ambientes com bastante vento e será similar ao protótipo. O segundo terá um rotor com diâmetro maior e é mais adequado para áreas com menos vento.

O objetivo da Air Windpower é conquistar espaço no mercado espanhol da energia eólica e, ao mesmo tempo, expandir seu negócio a outros mercados como o dos Estados Unidos e do Reino Unido.

Desafio

O protótipo desenvolvido pela Air Windpower, um gerador eólico de 100 kW, alimenta uma pedreira próxima em uma abordagem de autoconsumo, graças às suas tecnologias de última geração para geração de energia eólica.

Em primeiro lugar, ele tem um sistema de motor e transmissão robusto com transmissão de carga à torre por meio de peças estacionárias, uma gôndola sem necessidade de manutenção, três lâminas híbridas feitas de fibra de vidro e carbono sem uniões para obter a máxima eficiência e resistência e um gerador multipolar de ímã permanente sem engrenagens multiplicadoras.Adiciona-se, ainda, a integração do sistema eletrônico de potência do “conversor completo consecutivo” para obter máxima qualidade de energia e a capacidade de operar em isolamento.

Todos esses requisitos técnicos levaram a Air Windpower a confiar na empresa global de soluções elétricas Sumelec Navarra, distribuidora da Rockwell Automation por 25 anos.

“Nós executamos o projeto elétrico de todos os gabinetes, a implementação de circuitos e fiação e a integração dos produtos Allen-Bradley®”, afirmou Julio Bustillo, Gerente de vendas do Segmento Renovável na empresa.A empresa também forneceu à Air Windpower o quadro auxiliar para o controle da máquina.

Como Bustillo explicou, o desafio da Rockwell Automation consistia em “fornecer todos os componentes elétricos e automáticos para gerenciar e monitorar a operação do gerador eólico com eficiência máxima e, de um modo geral, sem paradas não programadas”. Este último recurso foi essencial para a Air Windpower.

Como explica José Sancho, PhD em Engenharia Industrial e CTO da Boreas NT responsável pelo desenvolvimento do projeto:“Nós queríamos instalar um sistema elétrico com boa confiabilidade para assegurar o bom funcionamento da máquina.” A solução também tinha que estar em conformidade com as normas de segurança europeia e americana UL 508A.

Solução

A contribuição da Rockwell Automation para o protótipo não foi apenas uma solução ou produto único, mas vários componentes do portfólio da Allen-Bradley, todos eles necessários para uma boa operação energética da máquina.

Alguns exemplos são o controlador, entradas e saídas distribuídas, fontes de alimentação, contatores e botões pulsadores.De um modo geral, todos os materiais auxiliares, relacionados à energia, foram fornecidos pela Rockwell Automation.

"Nós usamos todos os produtos necessários fornecidos pela Rockwell Automation para monitoração e controle completo da máquina.Dessa forma, podemos enviar comandos para o conversor do sistema eletrônico de potência para indicar quais curvas de operação o gerador eólico precisa, a velocidade de rotação requerida de acordo com o vento, a energia a ser extraída e outras variáveis que quisermos gerenciar”, explica Sancho.

Junto com todos esses componentes, o protótipo de gerador eólico também usa um controlador CompactLogix™ da Allen-Bradley totalmente integrado entre o software de programação, o controlador e os módulos de E/S, reduzindo o tempo de partida e proporcionando uma operação eficiente e integrada.

Tudo isso é integrado com uma IHM PanelView™ Plus da Allen-Bradley que mostra as informações do estado da máquina em um formato gráfico simples.

Resultados

“Desde o momento em que terminamos a montagem do gerador eólico e realizamos os testes, o sistema comprovou que tem extrema disponibilidade com excelentes níveis de eficiência energética e confiabilidade.De fato, não tivemos nenhuma única falha ou parada não programada”, assegura Sancho.

Atualmente, o gerador eólico está operando no modo automático e caso uma falha seja detectada, um engenheiro será informado sobre o evento.No entanto, como afirma Sancho, “isso não ocorreu até agora”.

E ele continua:“Na Rockwell Automation, encontramos uma empresa capaz de fornecer automação e um sistema de controle geral para o gerador eólico.Eles sempre atendem nossas especificações rigorosas para esses tipos de máquinas”. Bustillo tem a mesma opinião:“A Rockwell Automation sempre esteve ao nosso lado oferecendo todo o suporte de que precisamos e colaborando conosco nessa implementação.”

Esses tipos de geradores eólicos têm um grande futuro pela frente na área da geração de energia atual, uma vez que dão a oportunidade do usuário final gerar parte da energia que consome, reduzindo a sua conta de energia.Sancho conclui dizendo que “Não tem problemas, a máquina não precisa de manutenção e tem alta disponibilidade e confiabilidade.Resumindo, é robusta e oferece o máximo de produtividade”.

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