Χρήση διαγραμμάτων ελέγχου για την παρακολούθηση καλής λειτουργίας ανεμογεννητριών, προβλεπτική συντήρηση δομικών εξαρτημάτων και εφαρμογές σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας

Abstract

Περισσότερο από ποτέ, ο ενεργειακός ανασχηματισμός παίζει καθοριστικό ρόλο στην διαμόρφωση των πολιτικών, των κοινωνικών συμπεριφορών, της οικονομίας και της βιομηχανικής παραγωγής. Η αιολική ενέργεια, παίζει έναν καθοριστικό ρόλο στον μετασχηματισμό αυτό. Επιπλέον, η αναβάθμιση των ενεργειακών αγορών, η ανάγκη χειρισμών και αποφάσεων σε πραγματικό χρόνο, η πληθώρα δεδομένων και η ανάγκη για αδιάλειπτη παροχή ηλεκτρικής ενέργειας σε εξισορροπημένα και ευσταθή δίκτυα, οδηγούν στην ανάπτυξη νέων τεχνικών ελέγχου. Τα διαγράμματα ελέγχου, άμεσα συνδεδεμένα με τις παραγωγικές διαδικασίες, δεν θα μπορούσαν να μην αποτελούν ένα ισχυρό εργαλείο για όσους και όσες ασχολούνται με την λειτουργεία και συντήρηση ανεμογεννητριών. Οι νέες προκλήσεις αντιμετωπίζονται με νέες αρχιτεκτονικές στατιστικών ελέγχων. Τα διαγράμματα ελέγχου, λόγω της ερμηνευσιμότητάς τους μπορούν να συνεισφέρουν, είτε αυτούσια, είτε ως κομμάτια υβριδικών τεχνικών με μοντέλα μηχανικής μάθησης. Σε αυτήν την εργασία παρουσιάζεται μία συστηματική ανασκόπηση και αναφορά των πιο πρόσφατων εφαρμογών διαγραμμάτων ελέγχου στις ΑΠΕ, και συγκεκριμένα στην αιολική ενέργεια. Παράλληλα, παρουσιάζονται κάποιες πρωτότυπες εφαρμογές σε πραγματικά case studies, με στόχο την ανάδειξη των διαγραμμάτων ελέγχου και των δυνατοτήτων τους.

More than ever, the energy transformation plays a decisive role in shaping policies, social behaviors, the economy and industrial production. This transformation uses Renewable Energy Sources (RES) as one of its main tools for the energy transition to cleaner forms of electricity production. Wind energy plays a crucial role in the energy mix. At the same time, the upgrading of energy markets, the need for real-time operations and decisions, the abundance of data and the need for uninterrupted supply of electricity in balanced and stable networks, lead to the development of new control techniques. Control charts, directly linked to production processes, could not fail to be a powerful tool for those involved in the operation and maintenance of wind turbines. New challenges are faced with new statistical control architectures. Control charts, due to their interpretability, can contribute, either as such, or as parts of hybrid techniques with machine learning models. This paper presents a systematic review and report of the latest applications of control charts in RES, and specifically in wind energy. Readers will be able to identify methods and techniques that have been used by colleagues in predictive maintenance problems (long-term or short-term). At the same time, some original applications in real case studies are presented, aiming to highlight control charts and their capabilities.