Site Assessment and in Situ Maintenance of a Wind Farm

The effects of the orography on the wind flow incident on a wind turbine can be analyzed through two methodologies: direct measurements on site or experimental tests in wind tunnel on scale models. The first option advantage is the identification of the real flow conditions that develop in a given area, but test times are often too long and a limited number of points can be investigated due to the high costs of the required equipment. The second option certainly allows a considerable reduction in time and costs, but the approximations that necessarily need to be done can lead to results that are far from reality. In this paper the first of the two methods presented was examined through the certification of a wind turbine directly in complex orography. Since the test case is protected by industrial secrecy, the writer's contribution was, in particular, the analysis of the procedures to characterize the effect of the site on the incident flow by means of direct tests, a critical comment and an analysis of the reference regulations during the course of the works. Parallel to the certification of the turbine, it emerged how difficult the inspection operations of the machine are, especially in complex orography. Typically, they happen by means of an operator climbing a rope, but in situations where the winds are stronger and the climatic conditions can change quickly, these operations are anything but trivial. The research group of which the writer was a part, has therefore decided to engine a system based on a drone to allow visual and infrared inspections of the state of maintenance of wind turbines.

Gli effetti dell’orografia di uno specifico sito sul flusso di vento incidente su una turbina eolica possono essere analizzati attraverso due metodologie: misure dirette in sito o test sperimentali in galleria del vento su modelli in scala. La prima opzione ha come vantaggio l’individuazione delle reali condizioni di flusso che si sviluppano in una data area, a prezzo però di tempi di esecuzione delle prove non indifferenti e limitato numero di punti che si possono indagare a causa degli elevati costi associati all’acquisto delle attrezzature richieste. La seconda opzione consente sicuramente una notevole riduzione dei tempi e dei costi, ma le approssimazioni che necessariamente occorre fare possono condurre a risultati pesantemente distanti dalla realtà. In questo lavoro è stato affrontato il primo dei due metodi esposti attraverso la certificazione di una turbina eolica direttamente in orografia complessa. Poiché il caso di studio è protetto da segreto industriale, il contributo della scrivente è stato, in particolare, la definizione delle procedure necessarie a caratterizzare gli effetti del sito sul flusso incidente mediante prove dirette, un commento critico a quanto è stato affrontato ed un’analisi delle normative di riferimento durante lo svolgimento dei lavori. Parallelamente alla certificazione della turbina è emerso quanto siano difficoltose le operazioni di ispezione della macchina, specie in orografia complessa. Tipicamente avvengono tramite l’arrampicata su fune di un operatore, ma in situazioni in cui i venti sono più forti e le condizioni climatiche possono cambiare velocemente, queste operazioni sono tutt’altro che banali. Il gruppo di ricerca di cui la scrivente è stata parte, ha quindi deciso di intraprendere la messa appunto di un sistema basato sull’utilizzo di un mezzo aereo a pilotaggio remoto il cui scopo fosse quello di consentire ispezioni visive e nell’infrarosso dello stato di manutenzione delle turbine eoliche.