Nghệ Thuật Bảo Trì Trang Trại Điện Gió: Phần Mềm Giúp Tuabin Gió Hoạt Động Lâu Hơn

Nếu bạn là người thường xuyên lái xe đường dài, tốt nhất bạn nên mở mui xe ô tô của mình vài tháng một lần để kiểm tra kỹ lưỡng động cơ, hệ thống truyền động, bộ tản nhiệt, máy bơm và phanh. Nhưng nếu bạn chỉ sử dụng ô tô đi cho việc đi siêu thị hàng tuần và đi vài chục dặm mỗi tháng thì bạn có thể đem ô tô của mình đi kiểm tra sau mỗi 3 tháng.

Hiện tại, các kỹ sư của GE Renewable Energy đang áp dụng nguyên tắc cơ bản này vào việc bảo trì các tuabin gió. Họ gọi cách làm này là “bảo trì đo lường”. Nếu bạn đang nghĩ đến số dặm của ô tô thì bạn đã đúng. “Bạn không nhất thiết phải thay dầu cho xe ô tô của mình nếu nó đã không được động đến trong vài tháng” – Brian Theilemann, Giám đốc Dịch vụ Cải tiến toàn cầu của GE Renewable Energy. Anh cho biết thêm: “Tuabin gió cũng giống như vậy. Chúng ta đang dần chuyển đổi từ cách bảo trì dựa vào thời gian, sang cách bảo trì dựa vào mức độ sử dụng.” Như vậy, người vận hành trang trại cũng sẽ được hưởng lợi và tất cả chúng ta sẽ có nhiều năng lượng tái tạo hơn.

Theilemann chia sẻ thêm rằng việc bảo trì đo lường không chỉ dừng lại ở tổng số dặm hay tổng số giờ hoạt động của một tuabin. Theilemann và nhóm của anh đã sử dụng một phần mềm để có thể lấy hàng núi dữ liệu cứng về sản lượng điện, tốc độ gió, nhiệt độ bên trong và bên ngoài, cách sử dụng ổ trục, cũng như loại dầu phù hợp để bôi trơn hộp số. Sau đó, mô hình thống kê của phần mềm sẽ cung cấp dữ liệu để có được thông tin chi tiết giúp họ xác định thời gian bảo trì thích hợp, có thể cho phép chủ trang trại kéo dài thời gian tuabin hoạt động trong mùa gió. Thực tế, các nhà sản xuất điện có thể tận dụng việc bảo trì đo lường để lên lịch kiểm tra nhanh vào những tháng ít gió trong năm, khi doanh thu bán điện giảm. “Đây là một cách rất thông minh để tận dụng thông tin kỹ thuật số mà các tuabin đang cung cấp cho chúng ta. Một số khách hàng của chúng tôi đã hưởng được thời gian hoạt động của toàn bộ chu kỳ mà đáng lẽ họ không thể nhận được nếu không bảo trì”, Theilemann chia sẻ.

Theilemann cho biết, việc kiểm tra và bảo dưỡng tuabin thường chia thành ba loại: tra dầu mỡ, kiểm tra mo-men xoắn và kiểm tra trực quan. Các kỹ thuật viên sẽ leo lên những chiếc thang dài trong trụ tuabin đến hộp tuabin (nằm ở đỉnh tháp) để thay và thêm dầu nhằm giữ cho hộp số và ổ trục của tuabin hoạt động trơn tru. Tuabin tạo ra càng nhiều công suất điện, dầu sẽ càng nhanh mất độ nhớt, độ ổn định hoặc khả năng chịu nước, khả giảm mài mòn cho các động cơ cũng bị ảnh hưởng.

Các kỹ thuật viên cũng có thể kiểm tra và siết chặt các khớp nối, bánh răng và ổ trục tạo ra sự thay đổi lực quay giữa các cánh tuabin quay tương đối chậm và máy phát điện tốc độ cao. Họ cũng sẽ quan sát các chuyên gia về việc điều chỉnh hệ thống ngáp, góc độ cánh quạt và phanh của tuabin để đảm bảo rằng mọi thứ đều hoạt động tốt.

Trước đây, các đội sẽ thực hiện những cuộc kiểm tra này theo lịch trình cố định sau 6 hoặc 12 tháng. Nhưng không phải mọi tuabin đều tạo ra sản lượng điện giống nhau cho trang trại và việc xác định tuabin hoạt động một cách an toàn là một phạm trù khoa học. “Ở một số trang trại có diện tích lớn, tuabin ở đầu này trang trại có thể tạo ra ít điện hơn nhiều so với tuabin ở đầu kia,” – Brian Geist, Kỹ sư tại GE Renewable Energy cho biết.

Nhưng sự kết hợp giữa dữ liệu và phần mềm có thể giúp xác định được các tuabin nào cần bảo trì. Theilemann giải thích: “Nhờ các phân tích nội bộ hiện có của GE, chúng tôi có thể tính toán việc sử dụng và bảo trì trong khoảng thời gian 12 tháng trong tương lai. Chúng tôi có thể đào sâu đến cả cấp độ tuabin riêng lẻ”. Thêm vào đó, người vận hành tuabin không cần bất kỳ phần mềm hoặc thiết bị mới nào. Việc bảo trì đo lường bao gồm cả việc thu thập thông tin chi tiết từ dữ liệu hiện có.

Các kỹ thuật viên của GE đang sử dụng phần mềm để nhập dữ liệu cứng về tuabin gió, sau đó, tận dụng vào việc bảo trì đo lường để lên lịch kiểm tra nhanh vào những tháng ít gió trong năm. Ảnh và ảnh bìa: GE Renewable Energy.

Theilemann và Geist nói rằng phương pháp này có thể kéo dài khoảng thời gian giữa các lần kiểm tra định kỳ lên đến 18 tháng, giúp khách hàng có thể linh hoạt hơn trong việc lên lịch bảo trì. “Họ có thể thực hiện vào những mùa mà giá cả hoặc công suất phát điện đang ở mức thấp nhất”, Geist nói. Phương pháp này có thể giúp tiết kiệm thời gian cho việc bảo trì, lên đến 34% mỗi năm, thường là khoảng 40 giờ cho mỗi tuabin. Thời gian này có thể chuyển thành hàng chục nghìn megawatt giờ phát thêm mỗi năm.

Ngoài ra, còn có một ưu điểm nữa. Bằng cách tăng khoảng thời gian giữa các lần kiểm tra định kỳ, các kỹ thuật viên hiện trường có thể giảm được số lượng công việc mà họ cần phải làm trong cả năm, nghĩa là khả năng xảy ra các sự cố an toàn cũng sẽ ít đi.

Bảo trì đo lường đã cắt giảm thời gian ngừng hoạt động của tuabin. Gần đây, các kỹ sư của GE đã tận dụng phương pháp này để mang lại lợi ích cho một nhà sản xuất điện ở Pakistan với mong muốn đưa tám trang trại điện gió hoạt động trở lại sau vài tháng ngừng hoạt động. Đội ngũ GE phân tích việc sử dụng tuabin trong quá khứ, từ đó, giúp người vận hành có thể sản xuất điện nhanh hơn.

Phương pháp này cũng giúp cho các nhà sản xuất điện gió tại Châu Âu cải thiện việc sản xuất và củng cố an ninh năng lượng trong thời kỳ đại dịch COVID-19, khi mà lực lượng lao động và nguồn lực còn bị hạn chế. Công nghệ cho phép họ ưu tiên các địa điểm nhất định, bảo tồn nguồn lực và tăng cường tính khả dụng của một số công viên điện gió chủ chốt trên toàn cầu trong thời điểm đại dịch. Điều này cũng giúp cho toàn bộ đội ngũ kỹ thuật viên được đảm bảo an toàn vào thời điểm cách ly xã hội.

Tiềm năng của bảo trì đo lường trong việc tiết kiệm số megawatt giờ cho khách hàng một cách an toàn đang nhận được sự ủng hộ từ ngành công nghiệp. Theilemann cho biết phương pháp bảo trì dựa vào mức độ sử dụng của GE đã được kiểm tra kỹ lưỡng và được xác nhận bởi tập đoàn TÜV Nord, một trong những công ty dịch vụ điện gió lớn nhất toàn cầu. Theilemann cho hay: “Các công ty khác có thể đang thực hiện một số hình thức bảo trì dựa vào điều kiện. Nhưng không ai làm điều đó chuyên sâu và mở rộng như chúng tôi, đặc biệt là khi tích hợp tuabin với các hệ thống kỹ thuật số.”