L’eolico segna una forte crescita e diventa una componente sempre più importante del mix energetico. Nel primo trimestre 2023, per la prima volta, le turbine eoliche del Regno Unito hanno prodotto più energia elettrica delle centrali a gas.

Il cuore tecnologico di questa forma di energia rinnovabile sono le turbine eoliche, alla cui capacità di generare energia elettrica in modo fluido ed efficiente concorrono numerosi fattori quali la progettazione e l’insieme dei processi di gestione e manutenzione, noti come O&M.

I sistemi di condition monitoring (CMS) si basano su una tecnologia consolidata per garantire il funzionamento efficiente delle turbine eoliche. In passato si era dubitato della loro utilità, come ricorda Rusmir Bajric, maggiore esperto di CMS presso RWE Offshore Wind: “C’è stato un momento in cui sembrava non fossero necessari, ma ora i sistemi di condition monitoring per il settore eolico hanno raggiunto un grado di maturità notevole”.

I dubbi sono ormai alle spalle, tanto che l’acquisizione dei dati è ora ritenuta un elemento fondamentale per il buon funzionamento delle turbine eoliche offshore.

“Sono apparecchiature di grandi dimensioni, ogni fermo macchina comporta costi ingenti”, afferma Bajric.

RWE ha equipaggiato i suoi parchi eolici in tutto il mondo con più di 1.000 sistemi SKF IMx. Questi hanno il compito di acquisire informazioni sullo “stato” delle parti in movimento, basandosi su parametri quali vibrazioni dei cuscinetti, temperatura e altri. Pur essendo fondamentali, i dati acquisiti sono utili solo se analizzati e interpretati correttamente.

“Il numero crescente di turbine eoliche fa lievitare la quantità di dati da elaborare”, commenta Bajric. Per aumentare la produttività, che è un fattore chiave per RWE, il suo team O&M aveva bisogno di dati di qualità superiore. Vale a dire dati più precisi, che permettessero di prevedere i cedimenti in modo più accurato. Dice Bajric: “Il team O&M ha l’obiettivo di ridurre l’incidenza dei falsi allarmi e azzerare l’individuazione errata dei problemi. Vista la mole di dati da gestire e i severi requisiti del settore, bisogna però riconoscere che si tratta di una bella sfida”.

I sistemi IMx servono proprio a questo, ovvero a monitorare i componenti dei sistemi di trasmissione delle turbine, rilevando in modo proattivo l’insorgere di potenziali problemi prima che si trasformino in guasti. Considerato che la manutenzione incide notevolmente sui costi complessivi di gestione, impedire cedimenti catastrofici è essenziale per l’efficienza e la redditività degli impianti.

Manutenzione in autonomia

La manutenzione è un processo critico, in particolare nel settore eolico. È inevitabile che, nel tempo, i componenti rotanti di grandi dimensioni si guastino, anche a causa delle condizioni gravose in cui operano. I CMS aiutano a individuare precocemente i segnali di cedimento e sono strategici per supportare RWE nell’intento di eseguire autonomamente le operazioni di manutenzione. “Vogliamo essere sempre più in grado di gestire la manutenzione dei nostri impianti eolici in autonomia”, dichiara Bajric. Per RWE questo significa essere responsabili del flusso di dati provenienti dai sensori e della loro interpretazione.

“La rete, l’infrastruttura dati e la loro post-elaborazione sono controllate completamente da noi, con il supporto di SKF”, precisa. SKF offre spesso ai propri clienti questo tipo di servizio. Il desiderio di RWE di raggiungere un maggior grado di autonomia non significa tuttavia escludere SKF dal processo.

“Vogliamo essere sempre aggiornati sulle ultime versioni del software e del firmware, così da poter migliorare l’acquisizione e l’elaborazione dei dati”, dice Bajric. “Ma vogliamo anche mantenere il contatto con SKF e poter scambiare con loro le migliori pratiche e integrare le fasi di pre e post elaborazione. Questo è il vantaggio della collaborazione”. Un approccio che si articola in vari elementi, compresa per esempio l’organizzazione da parte di SKF di corsi di formazione per i tecnici di RWE, attraverso i quali affinare le loro capacità in materia di manutenzione predittiva.

E non manca il supporto tecnico. Bernd Heintz, ingegnere del condition monitoring in SKF, afferma: “Sappiamo come funziona il nostro software e attraverso i workshop possiamo conoscerci e sviluppare gli standard da applicare”.

I continui aggiornamenti del software contribuiscono a superare le criticità. “La versione più recente ci permette il follow up di alcuni casi di danneggiamento e di identificare i problemi”, aggiunge.

Grazie alla sua notorietà come costruttore di componenti ingegneristici, l’accordo con RWE prevede che SKF fornisca anche una serie di ricambi, nonché servizi di razionalizzazione e ottimizzazione delle scorte e servizi avanzati di ingegneria meccanica.

Bajric dice che la collaborazione con SKF si basa sul miglioramento continuo: “Abbiamo entrambi accettato la sfida di migliorare il CMS delle turbine eoliche. Ottenere una maggiore comprensione e gestione dei dati acquisiti ci permette di essere più proattivi e produttivi”.

Rilevazione precoce

La notifica tempestiva dei problemi è un vantaggio cruciale reso possibile dal condition monitoring. Nel settore eolico, questo non si limita al rilevamento dei primi segnali di malfunzionamento di un cuscinetto.

Dice Bajric: “Agli operatori di parchi eolici offshore non è utile sentirsi dire che un problema deve essere risolto immediatamente. Piuttosto, hanno bisogno che i problemi siano identificati in anticipo, così da poter programmare tempestivamente gli interventi di manutenzione”.

Ravvisando la necessità di questo tipo di notifica, RWE ha collaborato con SKF per colmare le lacune esistenti e rendere più efficiente il processo.

Le due aziende sono ora impegnate nell’aggiornamento del software affinché siano integrati tutti i requisiti. Questo per impedire che si verifichino cedimenti catastrofici, che potrebbero portare, per esempio, alla rottura di un riduttore e alla conseguente fuoriuscita dell’olio dalla gondola giù lungo la torre.

“Per evitare che ciò accada, la sfida consiste proprio nel ricevere notifiche molto precoci. Questo è uno dei nostri obiettivi”, afferma Bajric.

I dati sono fondamentali

Per un’azienda ingegneristica come RWE, i dati sono fondamentali per migliorare l’operatività. “Nei prossimi progetti, avremo un CMS di altissima qualità, progettato in modo proattivo”, dichiara Bajric. “La collaborazione tra i nostri ingegneri dedicati consentirà a RWE di essere più efficace nell’integrazione dei dati”.

Bajric ritiene che il CMS possa fornire in modo rapido percezioni nette sulle condizioni di un’apparecchiatura e che le informazioni possano servire a implementare un programma di manutenzione di tipo proattivo: “Senza dati, non possiamo realmente progettare alcuna strategia o processo di manutenzione”.

RWE, come dice Bajric, è già oltre la fase di valutazione dei pro e dei contro del CMS: “Il nostro settore ha raggiunto un grado di maturità tale da non commettere l’errore di gestire gli impianti senza CMS. Questo vale soprattutto per la manutenzione offshore, dove conoscere le condizioni dei componenti è fondamentale per gestire i parchi eolici in modo efficiente, rimanendo competitivi e assicurando costi minimi di manutenzione”.