BV4Students • La tesi di Carmine

abstract

Obiettivo della tesi è quello di effettuare una stima di disponibilità e di produzione di energia di una turbina eolica durante il suo ciclo di vita. Lo studio è stato svolto attraverso la RAM Analysis effettuando un confronto dei parametri ricavati dal modello teorico con un caso reale. Attraverso la stima della disponibilità si è cercato di analizzare i risultati ottenuti per arrivare a ipotizzare quali sono i migliori periodi di funzionamento della turbina e di manutenzione, al fine di ottimizzare sia lo sfruttamento dell’energia cinetica del vento e il conseguente ritorno economico.

Per una turbina eolica i principali ostacoli alla continuità operativa sono:
1)    Mancanza di vento o vento eccessivo (turbina entra in cut off per proteggere l’integrità meccanica)
2)    Curtailment (se la domanda di energia della rete è inferiore a quella prodotta in questo caso alcune turbine del campo vengono fermate di proposito)
3)    Fermi per guasti o attività di manutenzione programmata.

Sui primi due punti, l’operatore non può effettuare alcun tipo di miglioramento e per questo motivo, in fase di valutazione dell’investimento, questi fattori vengono presi in considerazione attraverso un’analisi storica dei dati meteorologici e di rete. Per quanto riguarda la disponibilità si fa spesso riferimento ad un dato esperienziale/statistico; tuttavia, dato che a differenza degli altri due, l’operatore può avere un controllo diretto sul terzo punto, si ritiene utile affrontare un’analisi di dettaglio della disponibilità al fine di verificare i margini operativi ottenibili dalla minimizzazione dei fermi attraverso opportune scelte operative.

È stata svolta un’analisi RAM(Reliability, Availability, and Maintainability) articolata nelle seguenti attività:
1)    Analisi della componentistica relativa alla turbina presa in esame;
2)    Identificazione delle tipologie di guasti, dei tassi di guasto (dati affidabilistici) e delle durate dei tempi di fuori servizio (downtime) relativi ai singoli componenti e sottosistemi della turbina. Questi parametri sono necessari in risposta ai guasti o al mantenimento delle performance (manutenibilità);
3)    Costruzione di un modello RBD (Reliability Block Diagram) che permette di ricostruire le relazioni funzionali tra i componenti;
4)    Calcolo della disponibilità in termini operativi e di produzione durante in ciclo di vita della turbina, attraverso il metodo Montecarlo e identificazione dei componenti più critici del sistema dal punto di vista della disponibilità.

Le attività 3 e 4 sono state effettuate grazie all’utilizzo di un software Optimise messo a disposizione da Bureau Veritas Australia.

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