Aerogeneratori ENERCON. Tecnologia & Service

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1 Aerogeneratori ENERCON Tecnologia & Service

2 AGINA 2 ENERCON Ürünlere Genel Bakış Tecnologia & Service Yeniliklerle gelen avantaj AGINA 3 1 Tecnologia ENERCON degli impianti 6 ala 8 Sistema a trasmissione diretta 9 Tecnologia del generatore ad anello 10 Costruzione di torri ENERCON 12 Torre prefabbricata in calcestruzzo 13 Torre in acciaio 14 Costruzione delle fondazioni 15 2 Sistema di controllo ENERCON 16 Sensori 18 Rilevamento ghiaccio ENERCON 18 Sghiacciamento pale ENERCON 19 Funzione storm control ENERCON 19 3 Integrazione nella rete ENERCON e gestione dei parchi eolici 20 Integrazione nella rete ottimale 22 Diagramma della potenza limite 24 Regolazione potenza-frequenza 25 Emulazione inerzia 26 Opzione Fault Ride Through 27 Gestione della produzione - Regolazione della potenza per una redditivà ottimale 28 Gestione di problemi Massimo rendimento con problemi di rete 28 ENERCON SCADA RTU 29 ENERCON FCU 29 4 ENERCON Controllo remoto 30 Sistema ENERCON SCADA 32 ENERCON Service Info ortal 35 5 ENERCON artnerkonzept 36 6 ENERCON anoramica dei prodotti 40

3 AGINA 4 Tecnologia & Service AGINA 5 Introduzione Da oltre 25 anni, ENERCON fa parte dei leader tecnologici del settore dell'energia eolica. Qualità e innovazione sono due dei fattori di successo determinanti della strategia aziendale ENERCON. L'alto grado di integrazione verticale della produzione e un ampio sistema di gestione della qualità garantiscono inoltre gli alti standard di qualità ENERCON. er fornire ai clienti sempre un prodotto completo con proprietà di altissima tecnologia, tutti i componenti degli impianti ENERCON sono soggetti a continuo sviluppo. Una grande squadra di ingegneri sviluppatori collabora in modo interdisciplinare con i diversi settori aziendali. Insieme pongono nuovi standard tecnologici riguardanti le nuove generazioni di impianti e contribuiscono a consolidare la posizione di ENERCON come leader del mercato tedesco. Un'organizzazione di sviluppo efficiente crea anche la base per uno sviluppo del prodotto con successo. Così, durante lo sviluppo strategico del prodotto si cercano i metodi più moderni e le tecnologie innovative ed efficienti. Nello sviluppo operativo dei prodotti si porta in primo piano il continuo progresso e l'ottimizzazione dei componenti delle macchine prodotti in serie già esistenti. Lo scopo è di sviluppare il know-how nella propria azienda, garantirlo e ampliare le competenze base. Molte stazioni di simulazione e di test nel centro per la ricerca ENERCON aiutano a provare accuratamente nuovi componenti. In questo modo è possibile offrire ai clienti una tecnologia affidabile con i più alti standard di qualità. La perfetta armonia tra sviluppo e produzione si evince non per ultimo dalla produzione dei pezzi fusi per gli aerogeneratori ENERCON. Il continuo sviluppo dei singoli componenti in ghisa si effettua nel dipartimento di ricerca con sistema 3D-CAD, il loro controllo per l'aumento di tensione e per zone critiche tramite il metodo degli elementi finiti. Solo dopo la conclusione di approfonditi controlli di qualità si passa al processo di produzione. Dal 2009 questo viene effettuato con successo in una propria sede produttiva, sottolineando così le alte esigenze qualitative di ENERCON e l'alto grado di integrazione verticale della produzione. In molti settori ENERCON ha la posizione di pioniere grazie alle sue innovazioni tecnologiche. Questo è dimostrato in modo esemplare dal sistema ENERCON di alimentazione della rete. Grazie ad un controllo intelligente, gli aerogeneratori ENERCON già oggi contribuiscono al mantenimento e al miglioramento della stabilità della rete e possono essere integrati senza problemi nelle strutture di rete nel mondo. Anche in siti con estreme condizioni climatiche ENERCON dimostra la sua flessibilità. L'utilizzo di componenti modificati così come una complessa tecnologia di sghiacciamento pale contro la pericolosa formazione di ghiaccio permette di montare sia in siti cold-climate che in siti hot-climate, senza limitazioni del funzionamento delle turbine a causa delle condizioni climatiche. Inoltre, ENERCON trasmette il suo know-how sull'efficienza energetica anche ad altri settori di applicazione. Così anche in futuro le nuove soluzioni e lo sviluppo sistematico dalla propria rete di ricerca continueranno ad aumentare la forza innovativa di ENERCON. ropria ricerca e sviluppo Qualità ENERCON Alto grado di integrazione verticale della produzione

4 ENERCON Tecnologia degli impianti [Aurich]

5 AGINA 8 1. Tecnologia ENERCON degli impianti AGINA 9 Tecnologia ENERCON degli impianti La potenza e l'affidabilità del sistema senza moltiplicatore di giri, insieme alla geometria efficace delle pale, garantiscono un rendimento ottimale. ala Il concetto delle pale degli aerogeneratori ENERCON stabilisce nuovi standard per la tecnologia dell energia eolica per quanto riguarda il rendimento, le emissioni sonore e la riduzione dei carichi. Con la geometria modificata, le pale utilizzano anche la parte interna della superficie rotante, aumentando così notevolmente la redditività. Inoltre le pale sono meno soggette alle turbolenze e assicurano un flusso d aria regolare per tutta la lunghezza del loro profilo. Sistema a trasmissione diretta Il sistema di trasmissione degli aerogeneratori ENERCON segue una logica semplice: ochi componenti rotanti riducono il carico meccanico e aumentano la durata del funzionamento tecnico. Le spese di manutenzione e di assistenza vengono così ridotte (minore usura dei componenti, nessun cambio d olio agli ingranaggi della trasmissione) e i costi di esercizio diminuiscono. L hub del rotore e il rotore del generatore ad anello sono direttamente collegati formando un unità fissa senza moltiplicatore. L'unità rotore alloggia su un asse fisso il cosiddetto axle pin. In confronto ai normali impianti con moltiplicatore e molti cuscinetti nel sistema di azionamento mobile, al sistema ENERCON sono sufficienti due cuscinetti a rotolamento a movimento lento. Il motivo è il basso numero di giri della trasmissione diretta. Anche le punte delle pale (i cosiddetti tip) sono state ottimizzate per quanto riguarda le emissioni acustiche e la redditività. Le turbolenze che si sviluppano sui tip a causa di sovrappressione e sottopressione defluiscono efficacemente dal piano del rotore. In questo modo le pale vengono sfruttate in tutta la loro lunghezza senza perdita di energia dovuta ai vortici. er resistere in modo efficace al carico del vento per tutto il tempo di funzionamento, le pale ENERCON hanno un ampio diametro di attacco pala. Una connessione con due circonferenze di bulloni, sviluppato da ENERCON appositamente per gli aerogeneratori più grandi, aumenta la sicurezza grazie alla distribuzione uniforme dei carichi. In aerogeneratori con pale molto lunghe, la sicurezza viene aumentata ulteriormente da sensori nella zona della base delle pale. In questo modo l'impianto è capace di reagire a carichi estremi. Questo è un fattore importante proprio con siti di vento estremo e con grandi variazioni di carico. La produzione delle pale ENERCON si effettua con il metodo di infusione sotto vuoto con la cosiddetta costruzione a sandwich. Nel successivo finish delle pale si applica una vernice protettiva per proteggere la superficie in modo efficace dagli effetti atmosferici. Un robot di verniciatura lavora componenti con una lunghezza fino a 35 m in un unico processo lavorativo. Vantaggi delle pale ENERCON migliore grado di rendimento e minore emissione sonora grazie alla geometria efficiente delle pale incluse le punte delle pale maggiore durata grazie alla riduzione dei carichi trasporto facilitato grazie alla geometria snella delle pale e le varianti di pale divise Trasmissione diretta ENERCON pochi elementi rotanti aumentano la durata della vita tecnica (ad es. ENERCON E-82)

6 AGINA Tecnologia ENERCON degli impianti AGINA 11 Tecnologia del generatore ad anello Vantaggi del generatore ad anello ENERCON Nessun moltiplicatore Usura ridotta dovuta a una rotazione lenta della macchina Bassi carichi sulla macchina per l elevata variabilità del numero di giri Controllo ottimizzato Elevata compatibilità di rete Nessun utilizzo di "terre rare" grazie alla mancanza di magneti permanenti Avvolgimento continuo er il concetto degli aerogeneratori ENERCON senza moltiplicatore di giri il generatore ad anello è di fondamentale importanza. Insieme al mozzo del rotore, esso garantisce un flusso di energia quasi continuo. Il delicato movimento di pochi componenti mobili, garantisce una limitata usura del materiale. Al contrario dei convenzionali generatori a rotazione veloce, il generatore ad anello della ENERCON è sottoposto a pochissimi fenomeni di logoramento meccanico ed è destinato a sollecitazioni particolarmente intense e ad un funzionamento di lunga durata. Il generatore ad anello ENERCON è un generatore sincrono a più poli senza una diretta connessione alla rete. La tensione e la frequenza d uscita variano con il numero dei giri e vengono trasformate per l immissione in rete tramite un circuito intermedio a corrente continua ed un invertitore. In tal modo si raggiunge un alta variabilità del numero di giri. Statore e rotore In conformità alle esigenze di lunga durata d impiego degli impianti di energia eolica ENERCON, l avvolgimento in rame nello statore, la parte fissa del generatore ad anello, viene eseguito in classe di isolamento F (155 C). A causa della somiglianza con l intreccio di un cesto, esso viene chiamato anche avvolgimento monostrato compatto a cesto. Questo è costituito da singoli fili cilindrici uniti in fasci e rivestiti di una vernice isolante. L inserimento dell avvolgimento di rame alla ENERCON viene eseguito esclusivamente a mano. Nonostante la progressiva automazione in altri campi della produzione, ci sono buoni motivi per l esecuzione del lavoro a mano. La lavorazione a mano assicura un controllo completo del materiale usato. Inoltre, un particolare processo di lavorazione permette la produzione di un avvolgimento continuo, nel quale ogni fascio viene inserito dall'inizio alla fine senza interruzione. Il concetto base senza moltiplicatore di giri lavora con un generatore ad anello ad eccitazione esterna. I campi magnetici necessari per produrre corrente vengono creati elettricamente. Così si può rinunciare ai magneti permanenti per la cui produzione si utilizza il contestato elemento di "terre rare" il neodimio. L'eccitazione del campo magnetico dell'avvolgimento dello statore avviene attraverso i cosiddetti pulsori. Si trovano sul rotore, la parte mobile del generatore ad anello ENERCON. Siccome la forma e la posizione dei pulsori influiscono in modo determinante sulle emissioni acustiche del generatore ad anello, la ENERCON ha dedicato particolare attenzione alla ricerca e allo sviluppo in questo campo. Grazie all'ottimale adattamento dei pulsori alla rotazione lenta del generatore ad anello ENERCON, non si ha alcuna emissione acustica. Garanzia di qualità er poter garantire l'alta qualità ENERCON i generatori ad anello vengono prodotti esclusivamente nelle proprie sedi produttive. Durante la produzione si utilizzano senza eccezioni materiali di prima qualità. La stretta collaborazione con le aziende fornitrici si è rivelata un ottima soluzione per mantenere costantemente il più alto livello di qualità dei materiali. er esempio, si effettuano esami di controllo più rigidi della norma sui fili di rame verniciati, che poi vengono archiviati come campioni. Inoltre si effettuano test di tensione d urto sui pulsori e sulle bobine d induzione, che vengono poi documentati nel sistema di elaborazione elettronica dei dati. Comportamento della temperatura Il generatore ad anello ENERCON si distingue per la conduzione ottimizzata della temperatura. Con l aiuto di numerosi sensori di temperatura, le aree più calde del generatore ad anello sono costantemente monitorate. La temperatura di soglia dei sensori di temperatura si trova notevolmente al di sotto della temperatura permanente di resistenza del materiale isolante utilizzato nel generatore ad anello, e quindi si esclude un'usura dovuta a temperature troppo elevate. Avvolgimento di rame dei pulsori sul rotore Temperatura 200 C 100 C 0 C Filo di rame smaltato (200 C) Resina impregnante (180 C) Classe di isolamento (155 C) Conduttore di rame Resina impregnante Isolamento superficiale Superficie degli avvolgimenti Valori limite delle sostanze isolanti utilizzate Temperatura di esercizio nel generatore ad anello

7 AGINA Tecnologia ENERCON degli impianti AGINA 13 Costruzione di torri ENERCON Le torri della ENERCON con la loro concezione dinamica di carico del materiale e della loro struttura offrono le migliori condizioni per il trasporto, per il montaggio e per l utilizzo. Oltre alle normative vincolanti nazionali ed internazionali relative alla costruzione delle torri (per es. DIN ed Eurocode), l'enercon introduce nuovi standard sui suoi prodotti riguardo alla qualità e alla sicurezza. Già durante la fase di progettazione vengono elaborati modelli virtuali tridimensionali con il metodo degli elementi finiti (FEM). Su questi modelli vengono effettuati test di resistenza in cui si simulano le situazioni critiche che un aerogeneratore potrebbe dover affrontare nella realtà In questo modo, prima della costruzione di un prototipo, non vengono lasciate al caso precise previsioni sulla stabilità e la durata di utilizzo. La valutazione di ulteriori misurazioni effettuate continuamente dalla ENERCON sugli impianti già esistenti contribuisce ad un ulteriore verifica dei dati rilevati. I risultati degli organismi di certificazione, degli istituti di ricerca e degli uffici di ingegneria appositamente incaricati confermano i calcoli precedentemente realizzati dalla ENERCON. Il fatto che lo sviluppo tenga conto anche dell estetica delle torri ENERCON, si nota chiaramente da una torre finita. Le strutture alleggerite con angoli di diversa inclinazione sono il risultato di un programma perfettamente elaborato dal punto di vista ottico, esse non hanno più molto in comune con le tradizionali costruzioni cilindriche imponenti e massicce. Torre prefabbricata in calcestruzzo Le torri in calcestruzzo ENERCON non vengono prodotte con il metodo di costruzione monolitica. Le torri sono composte da singoli elementi prefabbricati in calcestruzzo e da sezioni in acciaio che sono gli ultimi elementi in alto. I segmenti in calcestruzzo con un diametro grande vengono prodotti in due o tre segmenti, per garantire il trasporto anche su siti difficili. Dopo il montaggio, si collegano la sezione in acciaio inferiore, i segmenti in calcestruzzo e la fondazione con tiranti a trefolo in un'unità inseparabile. La produzione dei segmenti prefabbricati pianparalleli si esegue con un continuo controllo di qualità e il più vicino possibile al sito di installazione in una delle sedi di produzione ENERCON. L alta precisione di costruzione dei singoli segmenti in calcestruzzo è garantita grazie alle apposite casseforme in acciaio con tolleranze minime. er ogni settore di produzione esistono istruzioni dettagliate per le procedure e i lavori. Così la possibilità di una ricostruzione completa delle singole fasi di lavoro e dei materiali utilizzati è garantita. er garantire la massima qualità, le proprietà del calcestruzzo ad alta resistenza vengono controllate anche da enti per il controllo di materiale. Automezzi pesanti portano i segmenti sul cantiere. Lì si uniscono con bulloni i segmenti divisi che si appoggiano direttamente sulla torre. Grazie al preciso giunto orizzontale già costruito in fabbrica è possibile montare la torre velocemente con le più diverse condizioni climatiche. Vantaggi della torre prefabbricata in calcestruzzo ENERCON Simulazione virtuale in 3 D di una torre ENERCON con FEM roduzione in fabbrica indipendente dal tempo atmosferico con costante alta qualità Montaggio veloce e prevalentemente indipendente dal tempo atmosferico Alta rigidità anche per torri alte

8 AGINA Tecnologia ENERCON degli impianti AGINA 15 Torre in acciaio Le torri in acciaio della ENERCON vengono fabbricate in più sezioni separate. er i giunti si usano connessioni a flangia ad L che rispettano i componenti. In confronto ai giunti a flangia convenzionali nel giunto a flangia L, la saldatura è situata al di fuori del campo di tensione. Il collegamento alla fondazione delle torri in acciaio ENERCON viene effettuato o attraverso una sezione della fondazione creata appositamente oppure attraverso una sezione tirafondi. La sezione della fondazione cilindrica viene posto sopra il cosiddetto primo corso prima del getto di calcestruzzo e viene orientato con precisione millimetrica tramite bulloni di allineamento. Il collegamento fra la torre e la sezione della fondazione avviene con un giunto a flangia dopo la realizzazione della fondazione. La sezione tirafondi è composta da numerosi tirafondi in acciaio disposti su due circonferenze. La posizione corretta dei singoli tirafondi viene garantita con dime a forma di anello che corrispondono esattamente alle dimensioni della flangia della torre. Dopo la costruzione della fondazione, la sezione inferiore della torre viene posta sui tirafondi che fuoriescono dalla superficie in calcestruzzo e avvitata con dadi per raccordi. Come tutti gli altri componenti, anche le torri in acciaio sono garantite dalle severe norme di qualità ENERCON. Già durante la fase di costruzione la garanzia di qualità è il presupposto per la produzione di nuovi tipi di torre. Con il controllo di qualità si determina se il prototipo rispetta tutti i requisiti, prima di avviare la produzione in serie. Costruzione di torri in acciaio ENERCON Costruzione delle fondazioni La fondazione è l elemento di unione tra la torre e il terreno e scarica tutti carichi statici e dinamici dell'aerogeneratore. Le fondazioni ENERCON sono eseguite sempre in forma circolare. La copertura della fondazione con il materiale di scavo è inclusa nei calcoli statici sia come carico aggiunto, sia per diminuire le forze ascensionali di ad es. acqua delle falde acquifere o acqua filtrante. Dato che ogni terreno di costruzione può assorbire solo una quantità di carico limitata, ENERCON ha standardizzato diversi tipi di fondazione piana e profonda. In questo modo si possono mettere a disposizione rapidamente le soluzioni adatte per i diversi progetti di costruzione. Eventualmente si possono combinare alle soluzioni standard ulteriori misure come ad es. l'irrobustimento del terreno. In questo modo si può iniziare la costruzione velocemente dopo l ottenimento della concessione edilizia. Lavori di armatura delle fondazioni, qui il tipo di WEC E-126 Vantaggi delle fondazioni circolari ENERCON Stesse forze per tutte le direzioni del vento Significante riduzione del volume di calcestruzzo e di acciaio per armature da utilizzare Superfici della cassaforma minori e cubatura economicamente ottimizzata

9 Sistema di controllo ENERCON

10 AGINA Sistema di controllo ENERCON AGINA 19 Sistema di controllo ENERCON Sghiacciamento pale ENERCON Funzione storm control ENERCON Gli aerogeneratori ENERCON dispongono di modernissime tecnologie microelettroniche di controllo di proprio sviluppo. Sensori L unità centrale di elaborazione (MU Main rocessing Unit), elemento centrale del sistema di controllo, è in continuo contatto con gli elementi periferici di controllo come ad es. il controllo yaw e il sistema di orientamento delle pale. In questo modo una gran quantità di sensori rileva continuamente lo stato attuale dell'aerogeneratore e i parametri ambientali rilevanti. Il sistema di controllo valuta i segnali e regola l'aerogeneratore sempre in modo che l'energia eolica attualmente disponibile venga sfruttata in modo ottimale, garantendo contemporaneamente la sicurezza operativa. L'elettronica dell'impianto è protetta dai fulmini ed il surriscaldamento da un sistema di protezione antifulmine e antincendio integrato. Vantaggi del sistema di controllo ENERCON Yaw control adattivo della navicella attraverso una valutazione permanente dei dati di misurazione dell anemometro Numero di giri variabile per un rendimento ottimale dell impianto di energia eolica con qualsiasi forza del vento ed esclusione di picchi di potenza indesiderati ed elevati carichi di esercizio Rendimento massimo e riduzione dei carichi grazie al sistema di regolazione pale attivo Sistema di frenata ENERCON per garantire la massima sicurezza dell impianto attraverso tre regolazioni di orientamento delle pale che funzionano indipendentemente l una dall altra con alimentazione elettrica di emergenza (accumulatori) in caso di mancanza di rete Rilevamento ghiaccio ENERCON Ogni aerogeneratore ENERCON è equipaggiato di serie con un sistema di rilevamento ghiaccio che si basa sul metodo della curva di potenza appositamente sviluppato. Durante il funzionamento si analizzano diversi valori come il numero di giri del rotore o la velocità del vento Dai dati acquisiti viene creato un campo di funzionamento. Se si forma ghiaccio sull aerogeneratore, le proprietà aerodinamiche cambiano e quindi anche il campo di funzionamento. Di conseguenza l aerogeneratore si ferma e si avvia la procedura di sghiacciamento. La tecnologia di sghiacciamento ENERCON convince particolarmente per l alta affidabilità. Questo viene confermato da istituti indipendenti come Meteotest. er siti sensibili, oltre al metodo della curva di potenza, ENERCON offre un sensore della ditta Labkotec montato sulla navicella. Il sistema ENERCON di sghiacciamento pale opzionale con il metodo di ricircolo d aria permette di ridurre il tempo di sghiacciamento dopo il rilevamento della formazione di ghiaccio e dopo il fermo dell aerogeneratore. Un termoventilatore installato alla base della pala riscalda l aria fino alla punta della pala. La temperatura sulla superficie della pala sale a valori al di sopra del punto di congelamento e il ghiaccio si scoglie. Alla scadenza di un tempo di scongelamento determinato in base alla temperatura esterna parte il riavvio. Se il sito di installazione dovesse richiederlo, il riavvio automatico può essere disattivato. L avvio manuale viene effettuato dopo un controllo visivo da parte del gestore o dei tecnici del service di competenza. In siti con potenziale di rischio limitato, grazie alla tecnologia avanzata del sistema di rilevamento ghiaccio, è possibile anche l attivazione automatica dello sghiacciamento pale con la turbina in funzionamento. Strati sottili di ghiaccio si sciolgono tempestivamente e si riducono i tempi di fermo. Se, in caso di condizioni atmosferiche estreme, si dovesse verificare un aumento della formazione di ghiaccio nonostante lo sghiacciamento pale sia attivato, l aerogeneratore si ferma. L alta efficienza della tecnologia di sghiacciamento pale ENERCON è certificata da una convalida tecnica indipendente dell azienda Deutsche Windguard Consulting GmbH. In un confronto tra aerogeneratori ENERCON E-82 con e senza sistema di sghiacciamento pale in siti con pericolo di formazione di ghiaccio in un periodo di cinque mesi invernali risultavano differenze significanti di rendimento di fino a 870 MWh. Fig. 1: Curva di potenza senza funzione storm contwrol ENERCON Fig. 2: Curva di potenza con funzione storm control ENERCON Gli aerogeneratori ENERCON funzionano con una speciale opzione di strom control. Questa permette un funzionamento regolato dell aerogeneratore con velocità del vento molto alte. Così si evitano molte procedure di stop che causerebbero significative perdite di rendimento. Con lo storm control attivato, a partire da una certa velocità del vento definita per ogni tipo di impianto, si riduce il numero di giri nominale in modo lineare. La limitazione del numero di giri nominale, a partire da un'ulteriore velocità del vento specificata per il tipo di aerogeneratore, comporta una riduzione della potenza attiva. Solo a una velocità del vento di 34 m/s (media dei 10 minuti), l'aerogeneratore si ferma. Confronto: Con lo storm control disattivato, l'aerogeneratore si ferma già quando la velocità del vento nella media dei 3 minuti è di 25 m/s o nella media dei 15 secondi di 30 m/s. Fig. 1 otenza A partire da una velocità del vento massima (V3) preimpostata l'aerogeneratore si spegne. Velocità del vento V1 = Velocità del vento di accensione V2 = Velocità del vento nominale V4 = Velocità del vento di accensione con storm control disattivato V3 = Velocità del vento di spegnimento con lo storm control disattivato Fig. 2 otenza Velocità del vento A partire da una determinata velocità del vento (V3) l'aerogeneratore riduce la potenza. Uno spegnimento si verifica solo a una determinata velocità massima del vento (V4). V1 = Velocità del vento di accensione V2 = Velocità del vento nominale V3 = Inizio della limitazione di potenza V4 = Velocità del vento di spegnimento con lo storm control attivato

11 Integrazione nella rete ENERCON e gestione dei parchi eolici

12 AGINA Integrazione nella rete e gestione del parco eolico ENERCON AGINA 23 Integrazione nella rete e gestione dei parchi eolici ENERCON Gli aerogeneratori ENERCON dispongono di una tecnologia di rete intelligente. In modo esemplare rispettano i criteri internazionali di collegamento alla rete garantendo così in tutto il mondo l'immissione affidabile della potenza generata. Integrazione nella rete ottimale Il sistema di alimentazione della rete ENERCON è composto da rettificatore, DC link e un sistema modulare di inverter. er garantire l'immissione corretta nella rete, sul punto di riferimento vengono continuamente rilevate la tensione, la corrente e la frequenza e trasmesse al sistema di controllo. Il punto di riferimento si trova sul lato della bassa tensione sul trasformatore dell'aerogeneratore ENERCON. Rettificatore ~ G Generatore ad anello Controllo dell eccitazione Il compito centrale del sistema di alimentazione nella rete ENERCON è di immettere la potenza prodotta secondo i requisiti richiesti. Il sistema ENERCON di alimentazione della rete permette un funzionamento affidabile e continuo in reti con tensioni o frequenze che oscillano molto. A seconda della rete si può impostare il sistema di alimentazione della rete in modo flessibile a 50 Hz oppure a 60 Hz di frequenza nominale della rete. La gamma di tensione e di frequenza di un aerogeneratore ENERCON rispettano gli standard internazionali che determinano il funzionamento normale. Generatore ad anello ENERCON e sistema di alimentazione della rete Sistema ENERCON di collegamento alla rete Contribuisce al mantenimento della tensione della rete Le proprietà FACTS permettono prestazioni del sistema comparabili con quelle di centrali elettriche convenzionali oppure superiori Grazie al sistema intelligente di controllo del sistema inverter ENERCON si raggiungono proprietà FACTS. Questo permette agli aerogeneratori ENERCON di dare un contributo al mantenimento e al miglioramento della stabilità della rete e di rispettare le condizioni internazionali per la connessione alla rete (ad es. funzionare anche durante errori di rete). Quindi gli aerogeneratori ENERCON possono essere integrati nelle più diverse reti in tutto il mondo. DC link Invertitore Filtro Trasformatore Sistema di controllo Misurazione della rete Corrente Tensione Frequenza Rete Compatibilità con la rete ottimale grazie a un sistema di controllo e un funzionamento adatti in base agli standard IEC e le direttive FGW Il concetto di controllo e di regolazione del sistema ENERCON di alimentazione della rete permette un immissione senza picchi di potenza. ENERCON è a livello mondiale il primo produttore che ha ricevuto i relativi certificati di rete che confermano queste proprietà di centrale elettrica

13 AGINA Integrazione nella rete e gestione del parco eolico ENERCON AGINA 25 Diagramma della potenza limite roprietà STATCOM Come fonti dinamiche di potenza reattiva nelle reti er un funzionamento stabile ed economico di reti di trasmissione e di distribuzione, il controllo della potenza reattiva per il mantenimento della tensione e per l'utilizzo della potenza reattiva per compensare mezzi di produzione è indispensabile. L'aerogeneratore ENERCON, a un punto operativo tra 20% e 100% delle potenza attiva nominale, mette a disposizione un ulteriore gamma di potenza reattiva che è disponibile in modo altamente dinamico per la rete elettrica come potenza dei servizi di sistema. Q 100% 100% 20% % 100% er reti deboli con funzionamento al limite della stabilità er richieste di compensazione nell'ambito basse della potenza Ein wenig leer. Diagramma della potenza limite di un'e-82 E2. Q 20% % 100% 20% % Q Regolazione potenza-frequenza L'ambito di regolamentazione della potenza reattiva può essere ampliato con l'opzione Q in modo da poter rispettare i requisiti per la connessione alla rete. Q 100% 20% % 100% Gli aerogeneratori ENERCON possono dare un contributo alla stabilizzazione della frequenza. Diagramma della potenza limite di un'e-82 E2 con gamma di regolazione della potenza reattiva ampliato (opzione Q) In caso di necessità l'aerogeneratore ENERCON può essere equipaggiato con l'opzione STATCOM. Con questo ampliamento della gamma di potenza reattiva è possibile mettere a disposizione della rete elettrica potenza reattiva anche quando non viene immessa potenza attiva nella rete (fermo). Diagramma della potenza limite di un'e-82 E2 con gamma di regolazione della potenza reattiva ampliato (opzione Q) e opzione STATCOM Q Q Q Q Q 20% % 20% % 100% 100% 20% % 100% 20% % 20% % Regolazione potenza frequenza in caso di sovrafrequenza Se, a causa di un guasto della rete si verifica una sovrafrequenza, gli aerogeneratori ENERCON possono ridurre l'immissione di potenza in base alla potenza attiva momentanea oppure alla potenza di riferimento secondo le richieste del gestore della rete. Regolazione potenza frequenza in caso di sottofrequenza er la stabilizzazione della frequenza in caso di sottofrequenza si può limitare la potenza attiva immessa dagli aerogeneratori ENERCON. Questa potenza conservata viene poi messa a disposizione in caso di sottofrequenza. Le caratteristiche di questa regolazione possono essere adattate in modo molto flessibile alle varie richieste. limit1 limit2 limit3 limit4 f limit1 f limit2 Opzione: otenza di riserva f nenn f limit3 f limit4 f limit5 f Linea caratteristica della regolazione potenza-frequenza di un aerogeneratore ENERCON

14 AGINA Integrazione nella rete e gestione del parco eolico ENERCON AGINA 27 Emulazione inerzia Opzione Fault Ride Through Con il concetto dell'impianto, ENERCON offre la possibilità di sostenere e di svolgere il compito di centrali elettriche convenzionali per la stabilizzazione della frequenza. Grazie al concetto del convertitore totale la velocità di rotazione del generatore è praticamente disaccoppiata dalla frequenza di rete. Quindi, oscillazioni della frequenza nella rete, al contrario delle classiche macchine rotanti, non influiscono automaticamente sulla produzione di potenza dell'aerogeneratore. Con l'opzione "Intertia Emulation", nonostante questo distaccamento ENERCON offre la possibilità, in caso di necessità, di mettere a disposizione della rete l'energia accumulata nell'inerzia del rotore come cosiddetta riserva momentanea. Se si rileva un calo significativo della frequenza di rete sul punto di riferimento dell'impianto, si verifica un momentaneo aumento dell'alimentazione di potenza attiva sfruttando l'energia di rotazione accumulata. Il funzionamento durante brevi errori di rete e la garanzia del funzionamento della rete durante un errore sono determinanti per la stabilità della rete. Grazie all'opzione Fault Ride Through (FTR) l'aerogeneratore ENERCON è capace di continuare a funzionare durante diversi stati disturbati del sistema nella rete (sottotensione, sovratensione, brevi interruzioni ecc.) per una durata di fino a cinque secondi. La flessibilità di regolazione dei parametri permettono la massima performance con i requisiti richiesti dal gestore della rete oppure con le condizioni richieste dal progetto. Al rilevamento di un guasto, il sistema di controllo dell'aerogeneratore attiva il funzionamento con errore e la turbina attraversa l'errore senza staccarsi dalla rete. Quando si ripara il guasto della rete e la tensione di rete torna nelle tolleranze per il funzionamento normale, l'aerogeneratore immette immediatamente la potenza disponibile nella rete. er tornare all'immissione normale della potenza dopo l'errore, sono disponibili diverse strategie. Oltra a rispettare i diversi requisiti internazionali per il collegamento alla rete, l'opzione FRT permette la massimizzazione nella rete della potenza del parco installata. Opzione FRT ENERCON Diverse possibilità di regolazione dei processi di controllo Certificata da istituti indipendenti in base a speciali e specifici requisiti ermette all'aerogeneratore di rimanere in funzione durante guasti della rete f in MW f Intervallo di tolleranza (frequenza) 2,60 eff Intervallo di controllo (frequenza) Inertia Intervallo di bassa frequenza a b c d a Inizio dell aumento della potenza b Fine dell aumento della potenza c Inizio della riduzione della potenza d Fine della riduzione della potenza 2,55 2,50 2,45 2,40 2,35 48 Collasso della frequenza di rete nom Tempo in s U U max U min U min, temp Funzionamento normale 2 Funzionamento Fault Ride Through 3 Distacco dalla rete Andamento della potenza attiva di un aerogeneratore ENERCON (con emulazione di inerzia) in rapporto con la frequenza della rete Es.: Andamento della potenza attiva di un aerogeneratore ENERCON (con emulazione di inerzia) durante una caduta della frequenza nella rete Tempo in s Inizio dell'errore di rete Gamma del sostegno dinamico della rete FRT di una turbina ENERCON sul punto di riferimento

15 AGINA Integrazione nella rete e gestione del parco eolico ENERCON AGINA 29 Gestione della produzione - Regolazione della potenza per una redditività ottimale ENERCON SCADA RTU anoramica ENERCON SCADA RTU Se la potenza nominale accumulata degli aerogeneratori di un parco eolico ENERCON è maggiore della capacità di rete al punto di connessione, uno speciale sistema di regolazione della potenza garantisce che la capacità di rete a disposizione venga sempre sfruttata in modo ottimale. Se un aerogeneratore nel parco eolico produce meno potenza, gli altri aerogeneratori funzionano ad una potenza maggiore. In caso di immissione senza gestione della produzione, il limite di immissione è la potenza nominale accumulata. 100% 80% Capacità della rete = 80% della potenza nominale installata accumulata (questo sarebbe quindi il limite di immissione senza gestione della produzione) otenza nominale installata per aerogeneratore L'ENERCON SCADA Remote Terminal Unit (RTU) è un sistema superiore per il controllo di un parco eolico. In collegamento con i valori nominali, i quali ad es. vengono determinati dal gestore di rete, l'rtu fornisce al parco valori di controllo che vengono trasmessi attraverso il server ENERCON del parco eolico. In questo modo si può creare un circuito di regolazione chiuso. L'RTU è strutturato in modo modulare. A seconda delle funzioni richieste, l'rtu è equipaggiato con diversi componenti hardware e diverse possibilità di regolazione. Nell'equipaggiamento base l'rtu assume la funzione di un'interfaccia dati. SCADA Bus ENERCON SCADA RTU Collegamento alla rete Sistema ENERCON SCADA Rete Il coordinamento ottimale dei singoli impianti di energia eolica con diversi carichi operativi all'interno di un parco eolico avviene automaticamente tramite il sistema di gestione della produzione nell'enercon SCADA/ENERCON FCU. Aerogeneratori Nel caso specifico con l immissione senza gestione della produzione la capacità di rete presente non potrebbe essere sfruttata al 100%. L'RTU può essere equipaggiata come opzionale con moduli I/O digitali e/o analogici per scambiarsi segnali con la società fornitrice di energia/ gestore. er questo sono disponibili diversi punti di interfaccia. Con l'rtu si rende possibile la regolazione del parco eolico in riferimento a parametri effettivi sul punto di riferimento. I parametri sono la potenza attiva, la potenza reattiva oppure il fattore di potenza. Regolazione del parco eolico con ENERCON FCU FCU Bus Sistema ENERCON SCADA Gestione di problemi Massimo rendimento con problemi di rete ENERCON FCU ENERCON FCU Con la gestione ENERCON dei problemi è possibile collegare parchi eolici in regioni le cui reti non hanno una sufficiente capacità di trasmissione. Un continuo scambio di dati tra il parco eolico e il gestore di rete permette un adattamento della potenza massima consentita del parco eolico alla capacità di trasmissione. Grazie al rendimento massimo possibile in caso di problemi di rete si limitano le perdite di redditività per il gestore del parco eolico. La regolazione ottimale della potenza del parco eolico in caso di problemi avviene automaticamente tramite il sistema di gestione di problemi nel sistema ENERCON SCADA. roblema (p.es. mancanza della linea 1) 100% I max Sovraccarico Segnali del gestore di rete Difetto eliminato arco eolico Cavo 1 Cavo 2 Tempo La potenza del parco eolico (in caso di problemi) è regolabile secondo le richieste del gestore di rete L'ENERCON Farm Control Unit (FCU) offre una piattaforma per la regolazione veloci e precisa di un parco eolico. Dai codici di rete per parchi eolici risultano molti processi e requisiti che richiedono tra l'altro una regolazione centrale della tensione efficiente. er l'adempimento di questi requisiti e compiti sono a disposizione diversi punti di interfaccia per lo scambio di segnali con la società fornitrice di energia/il gestore. A seconda delle condizioni di collegamento, ENERCON offre una soluzione per una regolazione veloce con l'ftu con un tempo di risposta fino ad un secondo, che permette anche un collegamento economicamente ottimale con reti relativamente deboli. Con l'impiego dell'fcu ENERCON si possono realizzare diversi concetti di regolazione della potenza attiva e reattiva, della tensione o del fattore di potenza di un parco eolico. ENERCON FCU - tensione costante con alimentazione di potenza attiva oscillante in MW Q in MVar Q Collegamento alla rete U Rete 120,0 117,5 115,0 112,5 110,0 107,5 105,0 U in kv Tempo in s

16 ENERCON Controllo remoto

17 AGINA ENERCON Controllo remoto AGINA 33 ENERCON Controllo remoto Il sistema sviluppato da ENERCON per l'acquisizione dati, il monitoraggio remoto, il controllo e la regolazione è utilizzabile sia per singoli aerogeneratori sia per parchi eolici completi. Sistema ENERCON SCADA Il sistema ENERCON SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) da molti anni è la piattaforma affidabile per il monitoraggio remoto e il sistema di controllo a distanza di aerogeneratori ed è parte integrante del concetto ENERCON per il service e la manutenzione. Offre molte funzioni e interfaccia opzionali per l integrazione in rete dei parchi eolici e per il rispetto dei requisiti tecnici per il collegamento alla rete. Il sistema ENERCON SCADA è strutturato in modo modulare. Le applicazioni descritte qui possono essere adattate o ampliate in modo semplice e flessibile alle richieste specifiche del cliente. Con l adattamento ottimale alle rispettive condizioni tecniche ed economiche dei progetti di parchi eolici, il sistema ENERCON SCADA garantisce il massimo del rendimento. Server ENERCON SCADA del parco eolico Il server ENERCON SCADA del parco eolico è parte del pacchetto del programma ENERCON ed è il componente centrale di goni sistema ENERCON SCADA. Il server del parco eolico è collegato agli aerogeneratori attraverso il sistema databus interno al parco in fibre ottiche. Il server ENERCON SCADA del parco eolico ha molteplici funzioni riguardanti la comunicazione, il controllo e la regolazione del parco eolico. Il server del parco è il punto centrale per i dati operativi attuale e archiviati degli aerogeneratori e dei componenti ENERCON SCADA. ENERCON Service Server del parco eolico ENERCON SCADA Collegamento in rete C del cliente SISTEMA ENERCON SCADA unti di interfaccia ENERCON SCADA del parco eolico I gestori di aerogeneratori e di rete sono sempre più interessati a valutare online indipendentemente dal software ENERCON SCADA i dati dei parchi eolici e a trasmettere i valori di controllo al parco eolico. A questo scopo ENERCON offre dei punti di interfaccia sulla base di OC XML-DA e IEC ENERCON SCADA DI-OC Con il sistema ENERCON SCADA CI-OC è a disposizione un punto di interfaccia che permette l'accesso online ai dati del parco eolico indipendentemente dal software SCADA REMOTE. L'intervallo di attualizzazione più veloce dei dati in ENERCON SCADA DI-OC è un secondo. Inoltre, con l'aiuto dell'enercon SCADA CI-OC è possibile trasmettere valori nominali per influenzare ad es. la produzione di potenza reattiva del parco eolico. Collegamento in rete Server del parco eolico ENERCON SCADA & Server OC-XML Client OC ENERCON SCADA DI-OC nel sistema SCADA

18 AGINA ENERCON Controllo remoto AGINA 35 ENERCON SCADA ENERCON SCADA è un punto di interfaccia che utilizza i il modello dati dall'iec e trasmette i dati attraverso il protocollo dell'iec (2006). Il punto di interfaccia può essere utilizzato per il monitoraggio degli aerogeneratori. ENERCON SCADA Remote ENERCON SCADA Remote fa parte del pacchetto dei programmi ENERCON SCADA. Con ENERCON SCADA Remote si può creare un collegamento al server del parco eolico ENERCON SCADA per poter visualizzare online dati attuali e storici del parco eolico. I dati rilevati (ad es. ore operative, potenza, velocità del vento, disponibilità tecnica, messaggio di status degli aerogeneratori) possono essere visualizzati a forma di tabelle o grafici. er valutazione offline si possono scaricare i dati storici in formato dbase IV permettendo così una rielaborazione flessibile dei dati con ad es. un programma esterno di foglio elettronico. Server del parco eolico ENERCON SCADA C del cliente con software ENERCON SCADA Remote ENERCON SCADA Remote ENERCON Service Info ortal ENERCON METEO Il sistema ENERCON METEO serve al rilevamento e alla valutazione di dati meteorologici tramite ENERCON SCADA. Il componente centrale di ENERCON METEO è un data logger che si trova nel box di acquisizione dei dati meteorologici. I sensori e il palo meteorologico non fanno parte del sistema ENERCON METEO ma possono essere forniti su richiesta. Il data logger permette il collegamento di molteplici sensori per la misurazione del vento e del tempo atmosferico. In questo modo, il cliente ha la possibilità di effettuare le misurazioni in base alle sue necessità. Server del parco eolico ENERCON SCADA Stazione meteorologica con sensori Box di rilevamento dei dati meteorologici SISTEMA ENERCON SCADA Il sistema ENERCON Service Info ortal (SI) offre un'alta funzionalità e trasparenza riguardante tutti i dati rilevanti dell'aerogeneratore. Oltre ai dati di ENERCON SCADA si possono visualizzare attraverso internet in modo confortevole, semplice e veloce tutte le informazioni service desiderate riguardanti i propri aerogeneratori. senza utilizzare ulteriore software. Una password individuale come anche una linea di trasmissione codificata assicurano la doppia protezione dei dati secondo i più attuali standard di sicurezza. La struttura semplice del menu facilita l'accesso individuale a tutte le valutazioni mensili, settimanali e giornalieri degli aerogeneratori. Attraverso il SI il cliente può creare in pochi minuti i dati di rendimento e di disponibilità oppure visualizzare i report di manutenzione e i service report. Il SI utilizza dati che vengono inseriti sul posto nel sistema interno dal Service ENERCON. In questo modo si possono seguire direttamente le prestazioni del Service. Le possibilità di utilizzo del SI portano a una migliore politica informativa e aumentano contemporaneamente la soddisfazione dei clienti. Visualizzabile in ENERCON SI Ordini Service e report Ordini di manutenzione incluso i protocolli Disponibilità Valutazioni di rendimento Rappresentazione della curva di potenza Mappe Messaggi Service Messaggi di status Dati principali degli aerogeneratori Zona download Calcolo delle perdite di rendimento in caso di riduzione da parte della società fornitrice (solo per la Germania)

19 ENERCON artnerkonzept

20 AGINA ENERCON artnerkonzept AGINA 39 ENERCON artnerkonzept Garanzia di disponibilità artner Concept passo passo Con il concetto di partnership ENERCON (EK) il cliente ha la garanzia per un periodo fino a 15 anni di esercizio di un alta disponibilità immutata degli impianti a costi di esercizio calcolabili. ENERCON artnerkonzept Dalle manutenzioni fino alle riparazioni sono garantite tutte le eventualità tramite l'enercon artnerkonzept con un unico contratto. L economica garanzia di assistenza è da tempo diventata una delle caratteristiche di qualità riconosciute all ENERCON. Oltre il 90% di tutti gli aerogeneratori ENERCON sono coperti con un contratto EK. Danni causati da eventi imprevedibili, come per es. cause di forza maggiore o vandalismo, possono essere coperti dall assicurazione aggiuntiva EK. Ormai tutte le società assicurative note offrono questo tipo di assicurazione a prezzi nettamente inferiori rispetto alle assicurazioni convenzionali contro i guasti alle macchine. Struttura dei costi orientata sul rendimento Quantità Anni Aerogeneratori ENERCON con EK in tutto il mondo ENERCON garantisce ai propri clienti una disponibilità tecnica fino a 97% annuo incluso il fattore di manutenzione chiaramente definito. Unico sul mercato, offriamo questa disponibilità alta fino ad un tempo di esercizio di fino a 15 anni. Il nostro obiettivo dichiarato è di accompagnare il cliente per tutto il tempo di esercizio dell aerogeneratore e di permettergli il massimo rendimento. Se la disponibilità tecnica in un anno di esercizio dovesse essere al di sotto del valore concordato, ENERCON concede al gestore un accredito sulla perdita di rendimento causata da questa mancante disponibilità. Service sul posto La presenza sul posto è un fattore fondamentale per un intervento efficiente e rapido. I nostri collaboratori esterni hanno stretti contatti con i gestori dei parchi eolici e conoscono i siti e le condizioni locali. Attraverso un collegamento a distanza avete accesso a tutti i documenti specifici dell'aerogeneratore e dei database tecnici in ogni momento. Inoltre, i collaboratori del Service possono accedere a tutti gli aerogeneratori attraverso il sistema di monitoraggio remoto ENERCON SCADA. I messaggi di guasti vengono inoltrati al nostro ufficio Service, dove viene rilevato automaticamente la squadra di Service che si trova più vicina all aerogeneratore. Garanzia della disponibilità tecnica Fino al 97% p.a. per quasi tutti i siti Rimborso della perdita di rendimento in caso di mancato raggiungimento della disponibilità garantita Rendimenti stabili danno sicurezza di progettazione e di finanziamento Tempi di esercizio più lunghi della media Durata da 10 fino a 15 anni Disponibilità di un pacchetto di EK per gli anni di esercizio da 15 fino a 20 Garanzia di riparazione e dei pezzi di ricambio Nessun costo aggiuntivo per pezzi di ricambio o componenti principali (in caso di copertura dei consueti rischi rimanenti con un assicurazione convenzionale per rottura di macchine/interruzione di esercizio) Non sono necessari accantonamenti finanziari per riparazioni più importanti rotezione completa anche da eventi imprevedibili con l'assicurazione ENERCON aggiuntiva oppure un'assicurazione convenzionale. Manutenzioni periodiche I costi dell ENERCON artnerkonzept si orientano sul rendimento annuale ottenuto dall aerogeneratore. Il cliente paga considerando il tipo di aerogeneratore un importo minimo calcolato in base al rendimento energetico raggiunto l'anno precedente. Dopo anni con vento buono e quindi con buon rendimento, il cliente paga di più, dopo anni con poco vento e meno rendimento paga di meno. La struttura dei costi orientata al rendimento dell'ek quindi offre al cliente un vantaggio chiaro di liquidità. Formula di calcolo: Importo = kwh prodotti x prezzo per kwh (sistema SCADA) Gestione dei pezzi di ricambio Un presupposto importantissimo per garantire un'alta disponibilità degli aerogeneratori, oltre alla tecnica affidabile, è la perfetta gestione dei pezzi di ricambio. er poter fornire in modo veloce e affidabile il materiale a tutti gli uffici Service, ENERCON non solo utilizza componenti compatibili ma ha anche i materiali standard in magazzino in quantità sufficiente. I costi per la produzione, il trasporto e l installazione dei pezzi di ricambio sono coperti completamente dal prezzo dell EK. Questo include anche i costi per componenti principali e il noleggio di una gru. Monitoraggio centralizzato degli aerogeneratori Monitoraggio remoto con SCADA ininterrottamente per 24 h (Supervisory System Control and Data Acquisition) Interlocutore sul sito La rete di Service decentralizzata permette tempi di reazione rapidi Retribuzione orientata sul rendimento Costi di esercizio calcolabili orientati sul rendimento energetico I costi dell'ek si basano sul ricavo raggiunto.

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