På årets största vindenergimässa i Hamburg förklarade finländska företaget Wicetecs teknikchef, Tomas Wallenius, om hur deras nya Ice Prevention System (WIPS) har förhindrat effektivt isbildning på rotorblad i kanadensiska vindkraftverk i samband med extremt kallt vinterväder.
Att bygga vindkraftparker i avlägsna isiga områden där temperaturer kan falla under minus 40° C framstår knappast som en tilltalande framtidsutsikt för en projektutvecklare.
Enligt teknikchefen garanterar WIPS-tekniken däremot en kontinuerlig energiproduktion och betydligt lägre underhållskostnader för vindkraftverk även under kalla klimatförhållanden.
- Tekniken möjliggör en effektiv energiproduktion under den kalla årstiden med starka vindar och höga elpriser. På grund av tekniken behövs inga stopp för uppvärmningscykler. Den är utformad för att motstå svår isbildning för att ge vindkraftoperatören en riktig "vinterfunktion", säger Wallenius.
- Principen handlar om anti-isbildning: den förhindrar isbildning tack vare verkningsfulla värmeredskap och sensibel detektering av isbildning.
Wicetecs isskyddssystem och dess huvudkomponenter består av:
Avancerade värmeelement inne i rotorblad
Temperatursensor i rotorblad
Bladfack i varje bladrot, vilket ger blixtskydd
Huvudkontrollskåp, som är systemets "hjärna" och gränssnitt mellan vindkraftverk och omvärlden.
Isdetektion hanteras av kommersiella isdetektorer och en kombination av väder- och driftssignaler. Wicetecs Farm Control and Service Support Center möjliggör högre nivåkontroll och O & M-support.
WIPS-tekniken har monterats på många olika vindturbinmodeller. Integration till ett vindkraftverk är möjlig tack vare modulär design och flexibla gränssnitt. Elektriska styrskåp görs mycket robusta utan att funktionaliteten försämras eller att tillförlitligheten minskar.
Uppvärmningselementet som har installerats i ett rotorblad som består av kolfibermaterial kan integreras samband med produktionens olika faser i en normal bladproduktionsprocess relativt enkelt. Värmeelementets material och produktionsmetod liknar normal rotorbladproduktion.
WIPS kan enligt Wallenius monteras på vindkraftverk som redan har installerats. Systemet är detsamma som för nya vindkraftverk.
Endast logistik skiljer sig från nya installationer. Eftermonteringsanordningarna utförs enligt följande schema: De ursprungliga bladen tas ner, flyttas inomhus för uppvärmning av elementet och lyfts upp igen efter installationen.
Värmeelementen installeras inomhus på grund av två huvudskäl: detta möjliggör högkvalitativ laminering under kontrollerade förhållanden, och det minimerar väderrisken för projektschema på en plats som är utsatt för hårda vindar.
Med Wicetec Ice Prevention System kan operatören, enligt Wallenius, öka turbinernas livslängd och sänka underhållskostnaderna för axellager, växellåda och andra komponenter.
När det gäller finansiering av vindkraftsprojekt spelar osäkerheten om förväntade energikalkyler en viktig roll. Användningen av vindkraftverk under kalla väderförhållanden ökar i regel denna osäkerhet.
- Det har varit mycket prat om potentialen för havsbaserad vindkraft, men marknaden för vindkraft i kallt klimat är många gånger större, säger Tomas Wallenius.
Installerad vindkraft i kalla klimatregioner uppnådde i slutet av 2017 nära 120 gigawatt över hela världen, enligt finländska forskningscentret VTT. I jämförelse installerades mindre än 20 gigawatt fram till slutet av 2017.
- Det fina med kalla klimat -teknologin är att man får tillgång till platser som inte har kunnat utnyttja tidigare, för att man istidstimmarna blev för många, då vi var tvungna att stänga av turbinerna, sade Nils Lehming, teknisk produktionschef hos tysk turbintillverkaren Nordex.
- Men med ett effektivt system för avisning kan man bevara rotorbladen isfria och hålla vindturbinerna igång , eftersom det är numera kommersiellt genomförbart att göra det, även i områden som Lappland.
Så som det redan är fallet i stora vindmarknader som Kanada, nordiska länder och norra Kina förväntas efterfrågan på avisningsteknik öka i Europas alpinområden, de baltiska staterna, Mongoliet och de bergiga provinserna i Indien som Guizhou, Sichuan och Yunnan.
Källa: Wicetec & Nordex
