Il ghiaccio è un grosso problema per le turbine eoliche nei climi settentrionali. Un nuovo progetto di ricerca sta sviluppando droni autonomi in grado di localizzare automaticamente il ghiaccio sulle pale delle turbine per l’ottimizzazione energetica e l’espansione del mercato verso climi più freddi
Un nuovo progetto di ricerca presso l’Università di Aarhus mira a sviluppare droni intelligenti e autonomi in grado di volare verso piccoli e grandi parchi eolici e scansionare, rilevare e segnalare qualsiasi formazione di ghiaccio sulle pale delle turbine.
L’Independent Research Fund Denmark sta finanziando il progetto con 2,8 milioni di corone danesi. Il progetto è guidato dal Professore Associato Erdal Kayacan del Dipartimento di Ingegneria Elettrica e Informatica dell’Università di Aarhus ed è svolto in collaborazione con Vestas.
“È dannatamente difficile rilevare il ghiaccio sulle pale delle turbine perché il ghiaccio è trasparente. In questo progetto, proveremo diversi sistemi di sensori integrati nei droni. Svilupperemo anche un algoritmo controllato dall’intelligenza artificiale che utilizza riconoscimento delle immagini per vedere la differenza tra le lame con e senza glassa”, afferma.
La formazione di ghiaccio sulle pale delle turbine eoliche è un problema significativo. Una volta che l’inverno inizia e le temperature più fredde prendono il sopravvento, l’energia prodotta dalle turbine eoliche può essere seriamente interrotta dalla formazione di ghiaccio sulle pale. Il ghiaccio può ridurre la produzione annuale di energia dei parchi eolici fino all’80%.
La glassa riduce l’efficienza aerodinamica delle pale, aumenta i carichi e può causare vibrazioni meccaniche indesiderate se la glassa è irregolare. Condizioni difficili possono persino costringere i parchi eolici a chiudere e costare miliardi all’industria dell’energia eolica.
“È un problema serio per i parchi eolici. Al momento riscaldano le pale, ma lo fanno indiscriminatamente: non possono vedere esattamente dove si sta verificando la formazione di ghiaccio. Questo progetto mira a identificare con precisione quali turbine eoliche hanno ghiaccio e dove esattamente la lama che si trova la glassa. Una volta fatto ciò, puoi riscaldare l’area specifica, e questo a sua volta risparmia il consumo di energia e quindi ottimizza le operazioni “, afferma il professore associato.
Emre Yildiz, Simulation and Strategy Specialist di Vestas, aggiunge:
“Con questa collaborazione strategica miriamo a gettare le basi per ottenere prestazioni più elevate delle turbine eoliche, una maggiore durata delle turbine e l’espansione del mercato nei climi più freddi”.
Oltre a ridurre il consumo di energia riscaldando inutilmente le pale delle turbine, il team di ricerca si aspetta che il progetto renda possibile posizionare i parchi eolici più a nord di quanto sia attualmente possibile. Poiché l’energia rinnovabile è necessaria per soddisfare le ambizioni dell’accordo di Parigi, è fondamentale trovare nuovi siti fattibili per la produzione di energia verde. E questo include siti in climi più freddi.
“Il progetto gode di particolare attenzione e sostegno da parte della direzione di Vestas e, si spera, porterà a un’ulteriore ricerca e sviluppo collaborativi in futuro”, afferma Emre Yildiz.
Il progetto testerà droni con diversi sensori (telecamere RGB, termocamere, LIDAR, ultrasuoni, ecc.) al fine di identificare la migliore combinazione di tecnologie e algoritmi AI.
“Prevediamo di eseguire il primo test su una turbina eolica offshore il prossimo inverno, ma prima dobbiamo utilizzare calcoli e modelli per trovare la soluzione giusta”, afferma Erdal Kayacan, che ritiene che un risultato positivo possa avere un impatto significativo sull’intero vento industria.
Il nome del progetto è ‘Detecting Ice Using Artificial Intelligence-based Techniques (DISTINCT). Il progetto inizia a gennaio 2023.
