Energia renovável – Aplicações no ramo eólico

Energia renovável: turbinas eólicas

No setor de produção de energia alternativa, as turbinas eólicas são um importante pilar para um fornecimento futuro seguro de energia ambientalmente correta. A produção de energia a partir da energia eólica é implementada a partir de uma ampla variedade de locais de instalação, com o aumento constante do desempenho do sistema, com um requisito contínuo para novas soluções, bem como projetos testados e aprovados.

A KEB fornece produtos e serviços aprimorados especialmente adaptados para atender aos requisitos dos principais setores das tecnologias de acionamento elétrico e controle, que suportam as tarefas de desenvolvimento da planta com funcionalidade e eficiência econômica.

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Atualmente, as turbinas eólicas são usadas para produzir energia elétrica. Como o vento não está soprando com uma constante velocidade e direção, é importante adaptar constantemente o ângulo da lâmina e girar o rotor na direção do vento. Isso faz um rastreamento de potência máxima possível e produz tanta energia quanto possível.

Por outro lado, é necessário produzir eletricidade com as menores perdas. Soluções altamente eficientes são necessárias para uma rápida amortização e melhor receita. Além disso, também é necessário considerar avarias e, assim, evitar danos ou destruição da turbina.

A KEB, com seus 30 anos de experiência em projeto e produção de inversores de frequência para as mais desafiadoras aplicações, projetou acionamentos robustos, motores e freios para os diferentes movimentos dentro da turbina eólica. Já com seus 50.000 inversores instalados em turbinas em todo o mundo, a KEB lançou o COMBIVERT P6, um flexível, confiável e fácil de usar “tudo em uma solução” para controle de pitch e o COMBIVERT H6 para controle de guinada. Esta solução é de perspectiva dos usuários livremente programável.

Vários protocolos de comunicação permitem que as unidades sejam conectadas à maioria dos controladores de turbina.

Setor de aplicação KEB para turbinas eólicas:
Inversor de passo;
Motor de passo;
Freio de passo;
Inversor de guinada;
Manutenção remota;
Inversores auxiliares.
Inversor de inclinação COMBIVERT P6
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Especialmente desenvolvido para uso em sistemas Eólico, o COMBIVERT P6 atende a todos os requisitos para uso rotativo no centro de instalações de energia eólica com as cargas de temperatura e vibração locais predominantes. Na operação ativa, a saída do sistema elétrico e a velocidade do cubo são controladas pela posição da pá do rotor.

Em caso de falha da própria turbina ou da rede elétrica , o inversor cumpre a tarefa de proteger a instalação de energia eólica contra alta velocidade excessiva perigosa ou interrompe-a com o rápido giro das pás do rotor para longe do vento. O COMBIVERT P6 é uma parte ativa do sistema de segurança de turbinas eólicas, certificado pela TÜV Rheinland.

Na operação de segurança de todo o sistema, composto por três COMBIVERT P6, a solução atinge “Performance Level d” de acordo com a norma EN ISO 13849-1. O P6, portanto, atende aos requisitos das “Diretrizes da GL para a certificação de instalações de energia eólica (2010)” – um requisito básico fundamental para o estabelecimento no mercado europeu.

Uma característica única atual do COMBIVERT P6 é o alto nível de integração ao inversor e um CLP totalmente adequado – tudo em um formato altamente compacto. Este design significa que o P6 é flexível e adaptável a uma ampla gama de requisitos do cliente, sem ter que fornecer know-how individual do sistema.

O P6 fornece conexão ao controle principal sem complementos externos para o sistema fieldbus
CAN;
PROFIBUS;
Ethernet em tempo real.

O COMBIVERT P6 é, portanto, altamente flexível e amplamente adaptável. A instalação fácil também ajuda a reduzir custos e fontes de erro no processamento.

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Equipado para uso em condições ambientais difíceis…

As modernas turbinas eólicas e, portanto, os conjuntos integrados também são projetados para uma vida útil maior dor que 20 anos.

Devido aos locais de instalação típicos no setor onshore, nearshore e também offshore, ocorrem condições ambientais que impõem soluções que se diferenciam dos padrões do setor.

O KEB Pitch Motor está especialmente equipado para esse fim e baseia-se no conhecimento adquirido em mais de 10 anos de aplicação prática em mais de 10.000 instalações.

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O KEB Pitch Motor é um servomotor síncrono com pressão de mola integral com as seguintes características em particular:
Design compacto;
Baixo peso;
Alta eficiência.

A adaptação aos redutores existentes é obtida com diferentes configurações de flange.

Os motores de passo da KEB atendem aos mais altos requisitos de qualidade, dinâmica e precisão de posicionamento e estão disponíveis para turbinas eólicas com capacidade de até 10 MW.

Os principais recursos do KEB Pitch Motors são os seguintes:
Pintura offshore de acordo com a norma DIN EN ISO 12944-2-5C4M;
Estabilidade vibracional de acordo com 3M + CIEC 60721-3-3;
Use dentro da faixa de temperatura -30 - + 50 ° C;
Classe de proteção IP65;
Torque nominal de até 150Nm;
Baixa tensão nominal do motor (165V);
Resolver para sistema de codificador, TTL e SSI.

Instalação segura com cabos de motor e codificador KEB

O sistema de conexão é personalizado para o setor de uso para corresponder ao sistema de motor COMBIVERT P6 / Pitch.

Os cabos do motor e do encoder são otimizados no conjunto EMC e atendem totalmente aos requisitos dos setores de instalação normal, CCV e HCV devido à escolha de material e processamento.

A faixa de temperatura de trabalho é de -30 a +70 ° C, e os fios do motor e do transdutor estão disponíveis em diferentes comprimentos.

Freios de passo e guinada

Otimizado para uso em turbinas

Os freios aplicados por mola COMBISTOP são uma variante especialmente projetada para uso em turbinas eólicas, permitindo a instalação universal (onshore, nearshore, offshore) e como complementos variáveis para motores síncronos e assíncronos.

Parâmetros técnicos do freio de passo KEB:
Torque de frenagem 5 a 400 Nm;
Configurado para 100% de tempo de inicialização (ED);
Alta proteção contra corrosão;
CCV (versão para clima frio) -40 ° C a + 60 ° C;
Alta resistência a vibrações e impactos;
CSA-CUS aprovado;
Até ISO classe H (180 ° C);
Tensões nominais de até 300 V DC.
Vantagens adicionais:
Fácil instalação com configurações padrão de fábrica;
Instalação flexível com opções laterais A ou B;
À prova de falhas através de molas especiais contínuas e sem curso;
Travagem de desligamento segura.
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Acessórios: microinterruptor para monitoramento das operações de comutação, adaptação às condições de instalação, conexões elétricas especiais disponíveis.

Movimento confiável de grandes massas

Turbinas eólicas com rotores cada vez maiores e alturas de torre estão sendo construídas na paisagem, subindo como gigantes no céu. À medida que o tamanho e a capacidade aumentam, também aumentam os requisitos para as unidades usadas para sua regulamentação, no hub e na nacele.

As unidades de guinada controlam a guinada e são um componente essencial do sistema para a disponibilidade da turbina. No setor de uso offshore, a manutenção minimizada com desempenho máximo à prova de falhas é um critério implementado com raios efetivos redundantes, além de outros aspectos.

A KEB oferece variantes derivadas do uso industrial para aplicação de azimute com os inversores COMBIVERT, que forneceram uma solução ideal como inversor em instalações eólicas, em particular. A extensa gama de funções fornece uma excelente base para adaptação flexível a diferentes projetos de fabricantes.

Dependendo da disposição de projeto preferida, os controladores de acionamento estão disponíveis como unidades de eixo único ou, alternativamente, como sistemas de eixos múltiplos na faixa de capacidade típica de 4 a 75 kW.

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Propriedades técnicas:
Maior área de proteção / vibração;
Regulação interna de velocidade / torque;
Interfaces seriais para PROFIBUS, INTERBUS, CAN, PROFINET, EtherCAT, etc.;
Comutação do modo de operação para diferentes motores.

O procedimento de vinculação para gerenciamento operacional é implementado diretamente via interface serial ou adaptado de forma flexível e funcional à arquitetura da automação da turbina com o controle incorporado C6 COMPACT ou a unidade de controle H6, independentemente do projeto do inversor selecionado. Unidade de controle H6.

Com o acesso aos parâmetros técnicos de uma instalação, é possível avaliar quaisquer situações de falha que ocorram e eliminá-las conforme necessário, estabelecer medidas preventivas e também agir diretamente nos processos e procedimentos funcionais.

O pacote de software COMBIVIS Connect oferece uma plataforma de conexão baseada em VPN que fornece acesso auto-suficiente em todo o mundo com servidores distribuídos em todo o mundo.

As propriedades e as possibilidades de manutenção remota estão diretamente integradas em muitos produtos de tecnologia de controle KEB, desde a HMI até o painel IPC, e podem ser usadas de forma graduada por meio de modelos de licença de software.

Se sistemas de controle de terceiros forem usados ​​nas instalações de energia eólica, o roteador COMBICONTROL C6 oferece uma solução universal para incorporar esses componentes.

Atualmente, os drivers de software estão disponíveis para mais de 50 marcas.

Além da manutenção remota básica via COMBIVIS Connect, o roteador pode ser equipado com o sistema de visualização COMBIVIS HMI – e com isso o hardware idêntico forma um registrador de dados na instalação.

Os roteadores C6 estão disponíveis nas variantes E1 / E2 sem modem e M1 / ​​M2 com modem 2G / 3G / 3G +.

Otimize a eficiência, estenda os intervalos de manutenção e prolongue a vida útil dos componentes da planta

Os acionamentos controlados da bomba no sistema hidráulico otimizam a eficiência, prolongam os intervalos de manutenção e prolongam a vida útil dos componentes da planta.

Um outro elemento da solução geral consiste em unidades de refrigeração e ventilação que também contribuem para a minimização do uso de energia, controlando a demanda.

À medida que o tamanho das instalações aumenta, também aumentam os requisitos de instalação, diagnóstico e manutenção de equipamentos.

Em guinchos elétricos, elevadores e sistemas de elevação, os componentes KEB garantem parada segura, movimento variável ou posicionamento preciso.

Oferecemos a solução correta a partir dos elementos básicos da tecnologia industrial – fale conosco!

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Oferecemos soluções de sistema especialmente projetadas para turbinas eólicas no setor de Comércio de Energia Eólica, com base nas principais áreas de tecnologias de acionamento e controle.

O foco principal está no tipo de aplicativo:
Desalinhamento da lâmina do rotor rotativo no cubo;
Rotação da barquinha (Yaw).

O portfólio industrial da KEB também inclui tecnologia de controle, eletrônica de acionamento e motores de engrenagem com soluções eficientes para os acionamentos auxiliares no sistema, como:

Foco nas aplicações:
Acionamentos de bomba controlados para os sistemas hidráulicos;
Drives para refrigeração e ventilação;
Sistemas de elevação e elevação para operação e manutenção;
Sistemas de controle baseados em IPC com terminais de operação e exibição.
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Eliminação de vazamentos, eficiência ideal e baixos custos de manutenção

Na construção atual da instalação, há ênfase especial nos trens de tração elétrica, em vista da eliminação de vazamentos, eficiência ideal e baixos custos de manutenção.

O desenvolvimento de produtos especiais da KEB COMBIVERT P6 oferece um sistema integrado exclusivo para lidar com o deslocamento da lâmina do rotor, que também faz parte do projeto de segurança.
Os sistemas hidráulicos convencionais comprovaram seu valor em muitas instalações nas últimas décadas. A robustez destes é impressionante, mas seu desempenho é substancialmente pior.

A melhoria disso é obtida com o uso de bombas controladas, uma aplicação que foi resolvida com sucesso em uma ampla gama de setores com o inversor de frequência COMBIVERT F5.

Aproveite ao máximo a experiência alcançada em mais de 40.000 instalações em todo o mundo com controladores de acionamento KEB e 150.000 sistemas de freio COMBISTOP.

Soluções graduadas para diferentes requisitos

Em turbinas pequenas, um ou dois motores de alta proporção controlam o movimento rotativo da nacele, controlado diretamente da rede elétrica / com partida suave ou com um inversor de frequência, dependendo da qualidade do controle.

As turbinas eólicas de tamanho médio já possuem requisitos mais altos em termos de transmissão de energia, como torque substancialmente mais alto. Acionamentos adicionais em formação paralela representam uma abordagem mecânica típica, com até 10 eixos nas atuais instalações de grande escala.

O controle desses vários acionamentos se torna cada vez mais importante à medida que os níveis de desempenho da planta e, portanto, também as cargas, aumentam.

A KEB oferece soluções graduadas para esse requisito, com base nas opções da tecnologia convencional de eixo único ou também em eixos múltiplos. O controlador de acionamento KEB COMBIVERT combinado com o controle integrado CS COMPACT oferece um sistema de controle auto-suficiente que assume a conexão com o sistema de gerenciamento operacional por distribuição de carga controlada ou comutação principal, com adaptação individual à estrutura do sistema de turbinas eólicas.

Módulos funcionais especiais (na biblioteca Yaw) lidam com a implementação dos sistemas controlados.

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