Soluções, serviços e suporte da SKF em parques eólicos
À medida que um dos primeiros parques eólicos offshore da Europa atinge a meia-idade, soluções inovadoras de serviços e suporte da SKF ajudam a manter as turbinas em funcionamento
A C-Power executa todas as atividades de manutenção internamente. Cada turbina requer em média 11 dias de manutenção preventiva por ano.
No banco de areia de Thornton, a 30 quilómetros da costa belga, 54 turbinas eólicas giram ao sabor da brisa do Mar do Norte. Hoje, o parque eólico C-Power de 325 MW é uma das nove instalações de energia renovável offshore da região, com capacidade total de 2,2 GW. Outros 3 GW estão em desenvolvimento.
Quando a fase inicial de seis turbinas do parque eólico C-Power foi ligada em 2009, foi o primeiro projecto comercial de energia renovável offshore da Bélgica. Foi organizado em duas redes, separadas por um canal para energia e gasoduto. Embora as turbinas de 5 e 6 MW da fazenda tenham apenas metade do tamanho das maiores máquinas atuais, elas ainda são peças de engenharia formidáveis. Três pás de 61,5 metros giram em um cubo de 95 a 96 metros acima da superfície do mar. As turbinas devem a sua altura a uma torre de aço de 68 metros montada sobre uma fundação de 45 metros. Embora as primeiras turbinas no local utilizassem fundações maciças de betão pesando até 3.000 toneladas, a maioria assenta numa estrutura de treliça de aço mais leve suportada por quatro estacas de pinos, cada uma com dois metros de diâmetro, cravadas no fundo do mar.
No topo de cada torre, uma nacela de 320 toneladas abriga os rolamentos do rotor da turbina, a caixa de engrenagens, o sistema de guinada e o equipamento de conversão de energia. A C-Power descreve suas turbinas, juntamente com a estação de transformação offshore separada da fazenda, como “cerca de 55 fábricas que precisam de manutenção e serviços”.
A manutenção em tempo integral das turbinas
As turbinas mais antigas da C-power já operam há 14 anos nas duras condições do Mar do Norte. Isso representa mais da metade da vida útil de projeto de 25 anos das máquinas. Os mais novos já comemoraram 10 anos.
Como qualquer pessoa que enfrenta os desafios da meia-idade, as turbinas precisam de cuidados e apoio extra para mantê-las em perfeitas condições. E, incomumente para uma instalação eólica offshore, a C-Power executa todas as suas operações e atividades de manutenção internamente.
Quase todas as manhãs ao longo do ano, as equipes de manutenção viajam de barco desde Ostende para trabalhar nas turbinas. A base do seu regime de manutenção é um programa abrangente de tarefas de manutenção preventiva anuais e semestrais. Em média, cada turbina requer 11 dias de manutenção preventiva por ano. As tripulações também podem ser chamadas para solucionar problemas e realizar reparos conforme necessário.
Os navios de serviço voltam para casa todas as noites, mas a C-Power mantém um olhar atento sobre os activos através de uma estação de monitorização remota 24 horas por dia, 7 dias por semana, no porto de Ostende. Se o tempo estiver muito difícil para acessar as turbinas por mar, cada uma delas é equipada com uma plataforma de guincho para helicóptero para permitir o acesso para reparos urgentes.
A C-Power pode gerenciar a manutenção sozinha, mas não faz isso sozinha. A empresa tem uma parceria plurianual com a SKF e as duas organizações trabalham em estreita colaboração para melhorar a confiabilidade das turbinas e desenvolver soluções inovadoras para o setor de energia offshore. As equipes de ambas as empresas participam de reuniões semanais de “pulso” para discutir o andamento dos projetos em andamento e identificar novas oportunidades de colaboração.
“USAMOS TECNOLOGIA DE MONITORAMENTO DE CONDIÇÕES PARA ENTENDER O QUE ESTÁ ACONTECENDO COM NOSSAS TURBINAS.”
Bryan Uyttersprot, engenheiro de manutenção e sala de controle, C-Power
Tecnologia SKF empregada para monitoramento
Uma vez a cada cinco semanas, Bryan Uyttersprot, engenheiro da sala de controle e manutenção da C-Power, supervisiona a sala de controle do parque eólico da C-Power. No resto do tempo, ele é responsável por uma ampla gama de projetos de reparo e melhoria de confiabilidade. “Às vezes eu saio nos barcos e trabalho no local com nossas equipes de manutenção, especialmente quando estamos testando algo novo”, diz ele. “Mas a maior parte do meu trabalho é no escritório, trabalhando em projetos de longo prazo.”
Essas mudanças de controle são um exemplo perfeito do profundo relacionamento entre a SKF e a C-Power. “Usamos tecnologia de monitoramento de condições para entender o que está acontecendo com nossas turbinas”, continua Uyttersprot. “Os rolamentos e caixas de engrenagens do gerador possuem cerca de 14 sensores de vibração instalados e há sensores adicionais nos rolamentos principais do eixo do rotor.”
Os dados são coletados desses sensores usando dispositivos de monitoramento de máquinas SKF Multilog IMX e transmitidos através de um link de dados seguro para o Centro de Serviços de Diagnóstico Remoto (RDC) da SKF em Hamburgo, Alemanha. Na RDC, os especialistas em monitoramento de condições de energia eólica da SKF analisam os espectros de vibração, procurando indicações precoces de problemas em componentes críticos.
Foto: SKF Multilog IMX
“Trabalho em estreita colaboração com os engenheiros do RDC”, diz Uyttersprot. “A análise deles pode nos dizer se temos algum problema, como um anel de rolamento quebrado ou danos aos elementos rolantes.” Com base nos relatórios da SKF, o Uyttersprot decidirá qual o melhor curso de ação para colocar a turbina novamente em funcionamento.
“Se tivermos um problema com um rolamento no gerador ou na caixa de velocidades, substituí-lo é bastante simples”, diz ele, “embora seja necessário enviar uma equipa especializada para concluir o trabalho”. Cada nacela das turbinas eólicas abriga um guindaste hidráulico, que as equipes podem usar para movimentar os componentes pesados com segurança.
O SKF Multilog IMX coleta dados de sensores para serem analisados pelo Centro de serviços de diagnóstico remoto da SKF.
Quão trabalhoso é o reparo de uma turbina eólica?
Se ocorrer um problema nos rolamentos do rotor principal, os reparos serão muito mais complexos. “Para fazer esse trabalho, precisamos remover todo o componente do eixo principal, que pesa cerca de 70 toneladas”, diz Uyttersprot. “E para acessar essa montagem, precisamos retirar os rotores e o cubo, que pesam 130 toneladas.” Essas tarefas exigem equipamentos de levantamento pesado altamente especializados. O trabalho é feito por meio de uma embarcação autoelevatória equipada com guindaste pesado e pernas que podem ser baixadas até o fundo do mar para dar sustentação. Os conjuntos de eixo do rotor desgastados ou danificados são transferidos para uma instalação da SKF para reparo e revisão.
O alto custo e a complexidade desses reparos nos rolamentos do eixo principal tornam a confiabilidade desses componentes uma preocupação fundamental para todos os operadores de parques eólicos. Esse tópico tem sido uma área de foco de longo prazo tanto para a SKF quanto para a C-Power. “Fizemos muitas mudanças ao longo dos anos”, diz Uyttersprot. “Mudamos a graxa que usamos nesses rolamentos para melhorar o desempenho da lubrificação e, com o tempo, mudamos para novos recursos de rolamento para melhorar a vida útil.”
Em algumas turbinas, a SKF e a C-power estão no meio de um teste de vários anos de uma tecnologia inovadora de monitoramento de condição. “Equipamos algumas de nossas turbinas com rolamentos principais que contêm sensores dentro dos corpos rolantes”, explica Uyttersprot. “Isso nos permite medir as cargas dentro dos rolamentos e ver como essas cargas variam em diferentes condições operacionais e em diferentes posições ao redor de sua circunferência.” A coleta de dados dos rolamentos equipados com sensores ainda está em andamento, mas Uyttersprot diz esperar que os insights do teste acabem por desbloquear novas melhorias na confiabilidade desses componentes críticos.
Enquanto isso, outras inovações da SKF já estão simplificando a vida das equipes de manutenção da C-Power. Um exemplo é um novo projeto de vedação bipartida para rolamentos do rotor principal. Originalmente desenvolvido para o pioneiro belga em energias renováveis, o novo design não é apenas uma solução mais robusta, mas também resulta numa redução do tempo de montagem.
PRODUÇÃO PODEROSA O parque eólico C-Power gera cerca de 1.000 GWh de eletricidade todos os anos. Isso é suficiente para atender às necessidades de 300 mil famílias. E graças aos esforços das equipes internas de operações e manutenção da C-Power, juntamente com a parceria com a SKF, a unidade está em boa forma para sua próxima década de produção de energia limpa e renovável.
Sensores integrados nos rolos do eixo principal medem a condição real de carga do rolamento.
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