Seja nas florestas do Canadá, aldeias remotas na Austrália ou no Mar do Norte: As turbinas eólicas devem fornecer eletricidade de maneira confiável por mais de vinte anos. Para fazer isto, a eletrônica dentro das estruturas gigantescas deve ser protegida do frio, superaquecimento e poeira e funcionar de forma confiável.
O clima impõe demandas extremas às turbinas eólicas
Só na Alemanha, quase 31.000 sistemas de energia eólica foram instalados em 2018, de acordo com a Bundesverband WindEnergie (Associação Alemã Federal de Energia Eólica). Mundialmente, China e EUA lideram a lista dos países com maior expansão da energia eólica.
Cada sistema deve ser adaptado às condições climáticas dependendo de sua localização. Em Lac Alfred, Canadá, onde existem turbinas eólicas, a temperatura costuma cair para abaixo de -30 °C no inverno. Os sistemas de aquecimento evitam a formação de gelo nas pás do rotor, o que poderia causar desbalanceamento. A eletrônica também deve ser protegida do frio. Um aquecedor dentro do painel elétrico, portanto, mantém a temperatura em torno de cinco graus acima de zero. Em Mount Mercer, no estado australiano de Victoria, por outro lado, o calor é mais o desafio. Às vezes, correntes de vários milhares de amperes fluem através da eletrônica de potência nos painéis elétricos. O resultado é a perda de calor que, mesmo em temperaturas de verão, deve ser transportada de forma confiável e eficiente para fora dos painéis elétricos com ventiladores de filtro. Em regiões que são fortemente influenciadas pela agricultura, os painéis de controle protegem os eletrônicos particularmente bem da poeira.
O controle de qualidade é essencial
Cada componente da turbina eólica deve funcionar de maneira ideal. Em instalações típicas, são usados dez a quinze painéis elétricos por turbina eólica. Um dos painéis elétricos mais importantes em uma turbina eólica é a chamada caixa superior na nacela, a partir da qual o trem de força é monitorado e a rotação da nacela é controlada. É ainda mais importante protegê-los das vibrações. Para isto, a Rittal desenvolveu uma variante do painel elétrico VX25 em que, por exemplo, a placa de montagem é reforçada mecanicamente. A caixa inferior, a contraparte da caixa superior, assume as funções de controle e monitoramento. Na maioria dos sistemas, é também onde está localizado o conversor, que é instalado em painéis elétricos alinhados lado a lado. Isto traz a energia eólica para a frequência certa para alimentá-la na rede elétrica. Para esta aplicação, é particularmente prático que os painéis elétricos VX25 da Rittal possam ser expandidos com muita flexibilidade por predefinição, como em um sistema modular, e possam ser encaixados em todas as direções. Eles também são extremamente robustos, por exemplo, contra corrosão e danos.
Desenvolvimento para a Indústria 4.0
Em algumas instalações, as turbinas eólicas enviam regularmente seus dados operacionais mais importantes para um banco de dados central do operador da turbina eólica: Estas informações não são importantes apenas para saber se os sistemas estão funcionando bem em um determinado momento. Peças gastas devem ser substituídas exatamente quando necessário. Isto também se aplica, por exemplo, aos ventiladores de filtro nos painéis elétricos. Quanto mais precisamente o tempo for escolhido, mais eficazmente os custos de manutenção podem ser reduzidos.
A Rittal oferece uma solução possível através do uso de ventiladores de filtro com tecnologia EC. Além do menor consumo de energia, eles oferecem a opção de controlar o ventilador por meio da interface de controle integrada padrão, além de monitorar a velocidade e o funcionamento do ventilador. Além disto, os ventiladores com filtro Rittal têm velocidade regulável. Isto aumenta a eficiência energética e a vida útil dos ventiladores.
A Rittal também é o parceiro certo para a refrigeração dos painéis elétricos: Os aparelhos de refrigeração ativos da linha Blue e+ podem receber seu próprio endereço IP. Desta forma, o operador pode exibir os valores medidos de todos os sensores na unidade de resfriamento a qualquer momento. O software RiDiag pode ser usado para se comunicar com os aparelhos de refrigeração via USB ou rede. Com o software de diagnóstico, os aparelhos de refrigeração estão se tornando parte integrante dos conceitos da Indústria 4.0. O software de diagnóstico otimiza a operação, o que resultará em mais economias consideráveis.