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Manutenção de aerogeradores eólicos
Os aerogeradores eólicos podem durar 20, 30, 40… 100 anos. Depende da turbina, do seu material, da sua antiguidade, da sua tecnologia e, claro, ...
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Os aerogeradores eólicos podem durar 20, 30, 40… 100 anos. Depende da turbina, do seu material, da sua antiguidade, da sua tecnologia e, claro, depende dos trabalhos de manutenção preventiva que estiver disposto a realizar.
Neste artigo oferecemos um guia rápido sobre a manutenção de turbinas eólicas: em que consiste, quais são os componentes críticos que requerem maior inspeção e quais são as tecnologias e máquinas que deve utilizar.
A manutenção de aerogeradores abrange um conjunto de atividades destinadas a conservar o estado funcional ideal das turbinas, garantir a sua eficiência, segurança e operacionalidade e assegurar a longevidade das instalações de energia eólica. Isto implica desde o planeamento e execução de inspeções, testes e diagnósticos até tarefas de lubrificação, substituição de componentes críticos, calibração de sistemas de controlo e realização de reparações de elementos elétricos, mecânicos ou estruturais.
Se classificarmos as atividades que compreendem a manutenção de aerogeradores, podemos distinguir três grandes áreas:
Antes de enumerar as peças ou elementos críticos que necessitam de serviços de manutenção eólica, lembremos que um aerogerador é composto principalmente por uma torre de aço (suporte estrutural) que sustenta na sua extremidade superior as enormes pás ligadas ao rotor (eixo giratório) e a nacele que contém o gerador elétrico e os sistemas de controlo.
Cada um destes componentes tem modos de falha e requisitos específicos que condicionam a estratégia de manutenção preventiva dos aerogeradores.
Que componentes das turbinas eólicas necessitam de manutenção? | |
| Componentes | Tarefas de manutenção fundamentais |
| Rotor e pás |
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| Eixo principal e rolamentos |
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| Multiplicadora / transmissão direta |
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| Gerador |
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| Conversor / transformador |
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| Sistema de pitch, que regula a orientação das pás |
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| Sistema de guinada (ou mecanismo de acionamento de guinada), que permite a rotação da nacelle e a sua orientação em relação ao vento. |
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| Sistema hidráulico |
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| Estrutura da torre e fixações |
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| Sistemas elétricos de baixa tensão e proteções |
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| Sistema de controlo e monitorização (PLC/SCADA) |
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| Sistemas de refrigeração |
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| Sistemas de segurança |
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Os procedimentos de manutenção dos aerogeradores dependem de vários fatores. Por exemplo, os parques eólicos podem estar localizados em locais remotos, com diferentes tipos de fundações: existem turbinas terrestres instaladas em solo firme e turbinas marítimas cujas fundações estão submersas no mar. Existem também os aerogeradores pequenos, que podem alimentar uma habitação ou uma embarcação, bem como os aerogeradores multimegawatts e os parques eólicos.
Consequentemente, os requisitos e a periodicidade dos serviços de manutenção eólica podem variar. No entanto, em geral, são normalmente necessários os seguintes:
As inspeções de rotina constituem o pilar fundamental da manutenção das turbinas. Elas abrangem a avaliação regular dos componentes das turbinas eólicas sob diferentes dimensões, desde verificações visuais na sala de controlo e inspeções no local na base da torre até trabalhos em altura, como inspeções detalhadas das pás e do rotor.
Quando verificar? Alguns fabricantes recomendam a cada 4 a 6 meses, outros pelo menos uma vez por mês. Que danos se devem verificar? Depende do ambiente da turbina eólica e do componente. Por exemplo,
Hoje em dia, é comum realizar inspeções em parques eólicos utilizando drones equipados com câmaras de alta definição e termográficas, para captar imagens ou vídeos detalhados das pás, da nacele e dos pontos quentes durante o voo. Este método de inspeção permite revisar com maior frequência os componentes dos aerogeradores.
Entre as tarefas de manutenção das turbinas eólicas também se encontra a aplicação de graxa e óleo nas caixas de engrenagens, nos eixos do rotor e nos sistemas de orientação. Esse tipo de lubrificação reduz o desgaste dos componentes, prolonga a vida útil do aerogerador e reduz a taxa de avarias ou falhas.
Não importa se estão em terra ou no mar. As turbinas eólicas estão sempre expostas a altos níveis de partículas no ar. Portanto, a filtragem desse ar é essencial para proteger os componentes eletrónicos e outras peças críticas contra sujeira, poeira, pólen, humidade e sal (no caso de turbinas marítimas). A substituição desses filtros prolonga a vida útil dos aerogeradores.
Além disso, ao longo do tempo, a manutenção preventiva dos aerogeradores inclui a substituição oportuna de outros componentes, como rolamentos e engrenagens.
Os procedimentos de manutenção corretiva de aerogeradores incluem a reparação e reconstrução de pás e carcaças rachadas, a retificação de orifícios de parafusos e discos de guinada, a retificação de discos de travão e da base da coluna central, etc.
Por vezes, a reparação de turbinas eólicas implica o planeamento da logística e do transporte de equipamento pesado e volumoso. Outras vezes, são tarefas que podem ser realizadas no local.
A manutenção preventiva dos aerogeradores deve combinar a programação de um serviço técnico, a aplicação de técnicas e análises preditivas modernas e o uso de ferramentas e maquinaria que facilitem as tarefas. Além disso, deve ser considerado:
O planeamento da manutenção implica estabelecer, com base em fatores técnicos e económicos, qual é o melhor momento para substituir cada componente das turbinas. Isto deve ser sempre orientado pela monitorização contínua de parâmetros fundamentais, através de sensores avançados, bem como pela análise de dados através de algoritmos de Aprendizagem Automática.
Num parque sujeito a monitorização contínua, é possível projetar um algoritmo para a programação da manutenção das turbinas eólicas, que considere os parâmetros em tempo real, a antiguidade dos componentes e os custos de intervenção.
De um modo geral, é necessário:
As ferramentas de inspeção e diagnóstico avançaram nos serviços de manutenção eólica. Os métodos tradicionais, como o acesso às torres por meio de cordas, envolvem grandes riscos, exigem mais mão de obra e não têm a precisão necessária para a detecção de danos em fases iniciais.
Os parques eólicos modernos, com áreas extensas e centenas de torres, utilizam as seguintes ferramentas tecnológicas:
Por outro lado, para garantir a continuidade operacional, também é fundamental a incorporação de grupos geradores na indústria eólica. Caso as turbinas não consigam gerar a energia necessária e não haja acesso à rede elétrica, como será possível orientar o sistema na direção do vento? O fornecimento adicional de energia é essencial.
A manutenção de aerogeradores apresenta um alto risco de quedas e acidentes mortais, devido à alta voltagem das instalações, à proximidade das peças móveis, à altura da torre, etc. Por isso, os trabalhos de manutenção eólica só devem ser realizados por pessoal treinado, autorizado e protegido com equipamentos de segurança homologados. Além disso, deve-se garantir a segurança das máquinas.
Além disso, devem ser cumpridos protocolos de segurança, tais como:
O uso de drones evita os riscos envolvidos nas inspeções tradicionais. No entanto, ainda existem algumas tarefas de manutenção, verificação ou reparação das turbinas eólicas para as quais continua a ser necessário o acesso à torre por técnicos qualificados. Nestes casos, o aluguer de plataformas sobre camiões ou plataformas telescópicas ou articuladas é um dos serviços auxiliares.
Contar com um programa de manutenção preventiva dos aerogeradores oferece vantagens técnicas e financeiras:
Um aerogerador bem mantido opera mais próximo da sua curva de potência ideal e apresenta menos desconexões por alarmes ou falhas. Ou seja, os serviços de manutenção eólica garantem o funcionamento contínuo das turbinas, ao mesmo tempo que maximizam a produção energética anual.
La monitorización continua de vibraciones y temperaturas detectan degradaciones incipientes que, si logras corregir a tiempo, es posible evitar fallos severos. Esto disminuye las paradas no planificadas y los consecuentes costes (de movilización de equipos y horas/hombre) y las pérdidas de ingresos por falta de generación de electricidad.
A monitorização contínua das vibrações e temperaturas deteta degradações incipientes que, se forem corrigidas a tempo, podem evitar falhas graves. Isto diminui as paragens não planeadas e os custos consequentes (de mobilização de equipamento e horas/homem) e as perdas de lucro por falta de geração de eletricidade.
É verdade que os serviços de manutenção de turbinas eólicas implicam um investimento inicial. Mas, a longo prazo, os benefícios superam qualquer custo. Porquê?
Os trabalhos de manutenção preditiva e preventiva abordam de forma proativa os possíveis danos e falhas dos aerogeradores, além de otimizar o seu desempenho. Isso implica uma minimização dos custos operacionais, bem como a redução da frequência com que são necessárias reparações imprevistas nas turbinas eólicas.
Os trabalhos de manutenção dos aerogeradores, realizados por técnicos qualificados, são fundamentais para garantir o cumprimento das rigorosas normas técnicas e de segurança que regem as operações dos parques eólicos. Isso garante o bem-estar tanto do pessoal operacional quanto das comunidades vizinhas.
Na manutenção de turbinas eólicas, é frequente aplicar procedimentos incorretos, instalar componentes desalinhados e ignorar os primeiros sinais de desgaste, como vibrações ou ruídos incomuns. Além disso, pode acontecer:
Se agir sempre de forma reativa, os custos e os riscos de paragens prolongadas também aumentam.
O sistema de controlo e aquisição de dados SCADA pode categorizar e apresentar até 14 tipos diferentes de anomalias no funcionamento dos aerogeradores eólicos. Ignorar estes sinais, por falta de pessoal qualificado ou por procedimentos inadequados, é uma das principais causas de falhas.
Se não adaptar o plano de manutenção das turbinas eólicas e a estratégia de peças sobressalentes à realidade climática do ambiente, seja salitre, areia, poeira em zonas continentais, gelo em climas frios, ventos fortes, etc., ocorre um aumento de avarias ou problemas no funcionamento. Por exemplo, corrosão, abrasão das pás, contaminação de óleos ou problemas elétricos.
Na manutenção de aerogeradores, contar com maquinaria de elevação fiável é tão importante quanto a formação do pessoal técnico e a programação das tarefas.
Na LOXAM, oferecemos o serviço de aluguer de gruas e plataformas para trabalhos seguros em altura. Entre em contacto com a nossa equipa. Iremos orientá-lo na solução que necessita.
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