Prueba de energía eólica

Si bien EUROLAB proporciona servicios básicos de modelado analítico y pruebas para problemas de incidentes de rayos en sistemas y estructuras de turbinas eólicas, el ciclo de vida del proyecto ayuda a reducir los costos de prueba y proporciona información valiosa para decisiones básicas de diseño.

Nuestra participación desde hace mucho tiempo en la industria de la energía eólica ofrece una participación práctica al comité IEC TC-88 PT 24 (responsable del lanzamiento de la norma de prueba de la industria eólica IEC 61400-24) y el desarrollo de nuestras capacidades de modelado analítico. Esto permite a nuestros ingenieros realizar los servicios de evaluación y prueba de diseño que requieren los productos de energía eólica.

Protección de sus inversiones: capacidades de prueba de Lightning Engineering y IEC 61400-24

Nuestros socios fabricantes de turbinas y palas lo saben muy bien: las turbinas eólicas son patos sentados para ataques aéreos. Los rayos pueden causar daños importantes, que pueden ser extremadamente costosos de reparar o hacer que una turbina quede completamente inoperable.

Combinado con su tarea de aumentar la longevidad y la confiabilidad de su producto sin sacrificar el rendimiento o los costos, estos desafíos requieren un socio de la industria confiable y experimentado. Para los servicios de fenómenos electromagnéticos requeridos por su exitosa aplicación de energía eólica, EUROLAB ofrece:

Servicios de ingenieria

Diseño de protección:

• Hojas que incluyen maquillaje tradicional, maquillaje CFRP, tecnología de formación de hielo / antihielo, sistemas electrónicos y controladores
• Control de supervisión y recopilación de datos (SCADA)
• Electrónica de control
• Distribución de energía
• Bujes, hilanderos, góndolas, sistemas de control mecánico de la transmisión y la deflexión, instalaciones de torres, componentes estructurales que incluyen conexión a tierra y conexión equipotencial

Servicios de simulación digital

• Cuchillos con diseños de protección de candidatos utilizando COMSOL Multiphysics
• Para predecir las respuestas a los rayos y el rendimiento de los diseños de protección
• Instalaciones de cuchilla, cubo, góndola, torre y conexión a tierra
• Evaluación de dispositivos de protección (SPD, TVS, blindaje, etc.)

Evaluaciones de exposición - Zonificación (LPX) de acuerdo con IEC 61400-24

• Evaluaciones de riesgo de daños para inspecciones de turbina en el sitio o fuera del sitio para la investigación de incidentes
• Servicios de diseño de modernización

Servicios de verificación de protección

Planificación de prueba de certificado y documentación para:

• Prueba de efectos directos en muestras de cuchillas de hasta 61400 metros de longitud de acuerdo con IEC 24-15 Anexo D
• Prueba de conexión de impulso de alto voltaje
• Anexo del primer líder (métodos de prueba Tipo A y Tipo B)
• Adjunto de canal barrido
• Pruebas de daño físico de alta corriente
• Hasta 6 kA con 300 MJ y 200 C mediante entrada de arco y corriente transmitida

Modelado analítico COMSOL para sistemas y estructuras de turbinas

Trabajando con nuestro equipo de servicios de ingeniería, los equipos de modelado y análisis de EUROLAB guían la selección de los materiales y métodos de conexión más robustos. Con el fin de mantener los efectos de múltiples trazos, evaluamos a fondo los materiales y conexiones de diseño de protección, como las almohadillas SPL y ETH.

COMSOL es el entorno de modelado preferido por EUROLAB. Nuestro conjunto de modelos totalmente validados y estándar de la industria resuelve sistemas de ecuaciones diferenciales diferenciales y parciales que contienen los materiales y las condiciones de contorno especificadas en el modelo.

El enfoque de modelado EUROLAB admite conexiones físicas como la transferencia de calor y las corrientes, y ofrece innumerables opciones para personalizar y desarrollar modelos para casi cualquier situación.

EUROLAB ha desarrollado modelos electromagnéticos para palas de turbinas eólicas, analizamos las distribuciones entre el carbono estructural y las capas de protección de superficie, determinamos voltajes y corrientes transitorias para optimizar las posiciones, tolerancias y más de los conductores de rayos. Podemos simular con precisión las formas de onda IEC 62305 requeridas para todos los niveles de protección contra rayos (LPL).

Metodología de Desarrollo y Replicación

En general, los modelos se crean descomponiendo datos de nivel CAD en formas locales COMSOL. Esto permite determinar la importancia electromagnética, como las corrientes o corrientes inducidas a través de la cuchilla, incluidas las pultrusiones de CFRP, los elementos calefactores, las capas de protección de la superficie y los conductores descendentes. Los modelos capturan detalles críticos de diseño, tales como grosores de materiales, orientación de conductores y ubicaciones de receptores. La evaluación revela riesgos de rendimiento tales como el arco entre los materiales conductores y los elementos de la cuchilla, el arco entre estructuras y las corrientes transitorias inducidas a los sistemas de control.

Los modelos EUROLAB están diseñados para simular la física y replicar la configuración de prueba (es decir, rutas de retorno del generador) a través de las ecuaciones de Maxwell. Estos son críticos para el desarrollo inicial del modelo. Los resultados de la configuración de la prueba replicada se comparan con las mediciones tomadas sin cambios para "igualar" las mediciones.

Análisis y Metodología de Validación

Los ingenieros de EUROLAB realizan análisis para evaluar las distribuciones existentes para uno o más diseños de protección candidatos destinados a transmitir la corriente del rayo con el menor daño o potencial de reparación. Para que los datos de este modelo se consideren realmente de alta precisión, deben verificarse replicando las medidas exactas tomadas durante las pruebas de laboratorio y comparándolas con datos analíticos para determinar la correlación. Estas pruebas generalmente incluyen:

• Pruebas de fijación de impacto de alto voltaje en las puntas de las alas para determinar los posibles puntos de conexión, las posibilidades de perforación y las ubicaciones internas de las serpentinas.
• Pruebas de daños físicos de alta corriente en un panel de ~ 1m2 para determinar la eficiencia de transmisión actual de materiales de protección contra rayos enterrados.
• Pruebas transitorias inducidas en mazos de cables internos para evaluar amplitudes de voltaje / corriente inducidas y para evaluar el potencial de dañar el equipo eléctrico instalado.

comparaciones

Si el modelo muestra suficiente acuerdo con los datos medidos, puede considerarse una representación apropiada del elemento de prueba real. Si el modelo no está de acuerdo, se pueden aplicar enfoques de modelado alternativos o el proyecto puede detenerse para reducir el riesgo del programa. La experiencia hasta la fecha ha demostrado una buena correlación entre el modelo y los datos medidos.

Verificación y Propósito General

Después de que se aprueba el modelo, se devuelve a un diseño de propósito general. Los retornos de límites se utilizan para eliminar artefactos específicos de la configuración de prueba que pueden haberse incluido, y las condiciones físicas y de límites no se modifican. El modelo puede ser manipulado sin más pruebas; para permitir la revisión de los cambios de diseño definidos garantizados por los cálculos iniciales del modelo / pruebas de validación de datos y comprender los niveles transitorios en conductores y electrónica.

Modelos totalmente mejorados

Mientras se recopilan datos del ciclo de vida temprano, los modelos completamente desarrollados permiten el estudio de áreas donde se toman mediciones o no, por lo que se pueden tomar mejores decisiones de diseño. El modelado temprano del ciclo de vida reduce los riesgos de certificación, valida los métodos de diseño para diseños futuros (similares) y permite análisis de similitud en diseños futuros para reducir las necesidades de prueba.