Badania w dziedzinie energetyki wiatrowej mają kluczowe znaczenie dla poprawy wydajności, zrównoważonego rozwoju i integracji energii wiatrowej z miksem energetycznym. Centrum Morskiej Energetyki Wiatrowej Gdańsk Tech (CMEW) rozwija trzy główne priorytetowe kierunki badań:
1. Cyfryzacja i techniki uczenia maszynowego (ML) w energetyce wiatrowej
Optymalizacja wydajności turbin: Algorytmy uczenia maszynowego mogą analizować dane operacyjne turbin wiatrowych w czasie rzeczywistym w celu identyfikacji wzorców, wykrywania anomalii i optymalizacji wydajności. Monitorując czynniki takie jak wibracje turbiny, moc wyjściowa i warunki środowiskowe, ML może pomóc zidentyfikować potencjalne problemy konserwacyjne, zanim doprowadzą one do przestojów, poprawiając w ten sposób niezawodność turbiny i zmniejszając koszty operacyjne.
Konserwacja predykcyjna: Cyfryzacja w połączeniu z uczeniem maszynowym umożliwia predykcyjną konserwację turbin wiatrowych poprzez analizę danych historycznych i danych w czasie rzeczywistym w celu prognozowania awarii sprzętu i proaktywnego planowania konserwacji. Takie podejście pomaga zminimalizować przestoje, wydłużyć żywotność sprzętu i obniżyć koszty konserwacji.
2. Eksploatacja i konserwacja (O&M) turbin wiatrowych ma kluczowe znaczenie dla zwiększenia wydajności, niezawodności i opłacalności produkcji energii wiatrowej. Kluczowe obszary badań CMEW w tej dziedzinie:
Monitorowanie stanu i konserwacja predykcyjna: Rozwój zaawansowanych czujników i systemów monitorowania w celu ciągłej oceny stanu komponentów turbin wiatrowych, takich jak łopaty, przekładnie i generatory. Techniki konserwacji predykcyjnej wykorzystują analitykę danych i algorytmy uczenia maszynowego do przewidywania awarii komponentów i proaktywnego planowania konserwacji, minimalizując przestoje i zmniejszając koszty obsługi i utrzymania.
Zdalne monitorowanie i diagnostyka: Postępy w technologiach zdalnego monitorowania umożliwiają monitorowanie i diagnostykę wydajności turbin wiatrowych w czasie rzeczywistym z centralnego centrum sterowania. Badania w tym obszarze koncentrują się na ulepszaniu algorytmów analizy danych i technologii komunikacyjnych, aby umożliwić wczesne wykrywanie usterek i rozwiązywanie problemów, szczególnie w przypadku morskich farm wiatrowych, do których dostęp jest trudny.
Inspekcje łopat: Rozwój innowacyjnych technik inspekcji, takich jak drony wyposażone w kamery i czujniki, w celu oceny stanu łopat turbin wiatrowych. Badania koncentrują się również na zautomatyzowanych metodach rozpoznania uszkodzeń łopat.
Operacje w zimnym klimacie: W regionach o zimnym klimacie badania koncentrują się na zrozumieniu wpływu niskich temperatur, tworzenia się lodu i ekstremalnych warunków pogodowych na wydajność i niezawodność turbin wiatrowych. Obejmuje to badanie systemów odladzania, smarowania w niskich temperaturach i integralności strukturalnej w trudnych warunkach środowiskowych.
Wycofanie z eksploatacji: Badania dotyczą wyzwań związanych z likwidacją i recyklingiem turbin wiatrowych po zakończeniu ich okresu eksploatacji. Obejmuje to opracowanie strategii demontażu turbin, recyklingu materiałów, takich jak włókno szklane i metale, oraz przyjaznej dla środowiska utylizacji komponentów.
3.Pływające konstrukcje wsporcze: innowacyjne platformy zaprojektowane do wspierania turbin wiatrowych w środowiskach morskich, gdzie głębokość wody jest zbyt duża dla fundamentów o stałym dnie. Konstrukcje te umożliwiają rozmieszczenie turbin wiatrowych na głębokich wodach, otwierając ogromne nowe obszary dla rozwoju morskiej energetyki wiatrowej.
Strategie operacyjne i konserwacyjne: Opracowanie skutecznych strategii konserwacji, w tym metod dostępu do inspekcji i napraw na morzu, w celu zapewnienia długoterminowej niezawodności i wydajności pływających farm wiatrowych.
Cumowanie i reakcja dynamiczna: Zrozumienie dynamicznego zachowania konstrukcji pływających i optymalizacja systemów cumowniczych w celu zapewnienia stabilności, minimalizacji ruchu i odporności na ekstremalne warunki pogodowe ma kluczowe znaczenie.
Redukcja kosztów: Jednym z głównych wyzwań dla pływających elektrowni wiatrowych jest obniżenie kosztów, aby uczynić je konkurencyjnymi w stosunku do innych form wytwarzania energii. Badania koncentrują się na optymalizacji projektu, materiałów, procesów produkcyjnych i technik instalacji w celu obniżenia ogólnych kosztów projektu.