Modelo de planejamento das paradas para manutenção de turbinas eólicas e previsão de vento
Energia eólica; manutenção planejada; previsão da velocidade do vento; digital twin.
Os parques eólicos devem regularmente interromper sua produção energética para efetuar as manutenções programadas. Uma vez que essa pausa gera prejuízos na produção e qualquer déficit deve ser compensado com compras de energia no mercado, é essencial definir o melhor período para realizar a manutenção das turbinas eólicas. A previsão da velocidade dos ventos por meio de modelos matemáticos tem possibilitado definir operações de produção em tempo real e controle de equipamentos. Sendo assim, este trabalho tem como objetivo propor um modelo para o planejamento das paradas de manutenção de turbinas eólicas com foco na previsão de vento e uso de digital twin. O procedimento da pesquisa contemplou três etapas. A primeira etapa considerou a pesquisa bibliográfica sobre manutenção de ativos, previsão de vento e digital twin. A segunda etapa envolveu uma revisão bibliográfica sistemática sobre os modelos de previsão usados na atualidade, com aplicações à manutenção e ao digital twin. Por fim, a terceira etapa abrangeu a modelagem conceitual para o planejamento da manutenção de turbinas eólicas. O modelo proposto consistiu em uma combinação de um método de framework de correlação espacial de múltiplas turbinas com um modelo de otimização temporal de manutenção. Os dados da velocidade do vento, coletados em tempo real, são usados em um algoritmo de correlação espacial de múltiplas turbinas eólicas, ao mesmo tempo em que é aplicado dois métodos autorregressivos de média móvel para uma previsão no longo prazo de uma semana, enquanto que a outra é feita em meses. Durante a análise da previsão, os dados de entrada são ajustados continuamente para eventuais variações. Essa correção é possível através da simulação virtual das turbinas pelo digital twin, tornando o modelo um sistema de monitoramento com feedback em tempo real. O programa de manutenção está centrado nos métodos preventivo e preditivo, sendo aplicada uma tomada de decisão para escolher o tempo certo em interromper a produção e realizar a manutenção. Esse modelo de decisão consiste em um método probabilístico, com uso dos dados estimados da velocidade do vento e de preços spot de mercado energético, também previstos em um programa estocástico chamado Newave.