Desenvolvimento da plataforma hórus para previsão de falha estudo de caso: conjunto de motores de "pitch" em aerogerador

dc.contributor.advisorPinheiro, Ricardo Ferreira
dc.contributor.advisor-co1Tapia, Gabriel Ivan Medina
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/4890839733220743pt_BR
dc.contributor.authorGonçalves, Flávio Henriques
dc.contributor.referees1Oliveira, José Tavares de
dc.contributor.referees2Bezerra, Ubiratan Holanda
dc.date.accessioned2024-11-07T23:51:04Z
dc.date.available2024-11-07T23:51:04Z
dc.date.issued2024-08-23
dc.description.abstractEfficient management of wind farms is essential to ensure sustainability and maximize the production of renewable energy. One of the main challenges is preventive maintenance and predicting failures in critical components, such as the bearing gearbox motor assembly of the blade angle in wind turbines, commonly referred to as "pitch motors". Predictive maintenance is an emerging field promising greater operational efficiency and cost reduction. In this context, the Hórus platform, which is the product of this work, emerges as a viable alternative aiming to contribute to the management of wind turbine health. The Hórus platform was developed to predict failures in wind turbine pitch motors, with a flexible architecture that allows the inclusion of other equipment and predictive maintenance techniques. The choice of the name Hórus, inspired by the Egyptian god of vision, reflects the essence of the platform: to offer a clear and early view of maintenance needs, avoiding unexpected interruptions and maximizing operational efficiency. The technological structure of Hórus combines data analysis and visualization tools, such as Power BI for processing large volumes of data and Python for complex algorithms. The visual interface is developed with HTML and CSS, providing a friendly and interactive experience. Data collection by Hórus involves multiple points, such as machine failure data, alarms, operating guidelines, wind history, among others. The integration of these data allows for comprehensive and detailed analysis, essential for accurate predictions tailored to the specificities of each wind farm. The user-friendly interface facilitates data interpretation by managers, while the integration capability with other management systems ensures a holistic view of operations. The failure prediction methodology includes the Jackknife Diagram, Weibull Distribution, and an empirical method of weighting and penalization based on the author's experience in the wind sector, allowing for effective classification and prioritization of failures. The Hórus platform combines advanced and low-cost analytical tools; customization of analysis and reporting screens; integration of multiple data sources for analysis; continuous evolution in beta mode; the initial results of the Hórus platform implementation, started in 2022, show a satisfactory accuracy rate in the predictions made. The purpose of this work is to offer a "predictive vision" that allows managers and technical staff of wind farms to identify and address potential problems before they affect the production of electrical energy, thus promoting operational efficiency and sustainability of wind farms.pt_BR
dc.description.resumoA gestão eficiente de parques eólicos é essencial para garantir a sustentabilidade e maximização da produção de energia renovável. Um dos principais desafios é a manutenção preventiva e a previsão de falhas em componentes críticos, como o conjunto de motores do ângulo de pá em aerogerador, cotidianamente chamados de “motores de pitch”. A manutenção preditiva é um campo emergente que promete maior eficiência operacional e redução de custos. Nesse contexto, a plataforma Hórus, a qual é o produto deste trabalho, surge como uma alternativa viável, visando contribuir com a gestão da saúde dos aerogeradores. A plataforma Hórus foi desenvolvida para prever falhas em “motores de pitch” das turbinas eólicas, com uma arquitetura flexível que permite a inclusão de outros equipamentos e técnicas de manutenção preditiva. A escolha do nome Hórus, inspirado no deus egípcio da visão, reflete a essência da plataforma: oferecer uma visão clara e antecipada das necessidades de manutenção, evitando interrupções inesperadas e maximizando a eficiência operacional. A estrutura tecnológica da Hórus combina ferramentas de análise e visualização de dados, como Power BI para processamento de grande quantidade de informações armazenadas e Python para algoritmos complexos. A interface visual é desenvolvida com HTML e CSS, proporcionando uma experiência amigável e interativa. A coleta de dados pela Hórus envolve múltiplos pontos, como dados de falhas das máquinas, alarmes, diretrizes de operação, histórico de vento, entre outros. A integração desses dados permite uma análise abrangente e detalhada, essencial para previsões precisas e adaptadas às particularidades de cada parque eólico. A interface amigável facilita a interpretação dos dados pelos gestores, enquanto a capacidade de integração com outros sistemas de gestão garante uma visão holística das operações. A metodologia de previsão de falhas inclui o Diagrama de Jack-knife, Distribuição de Weibull e um método empírico de peso e penalização baseado na experiência do autor deste trabalho no setor eólico, permitindo uma classificação eficaz e priorização das falhas. A plataforma Hórus combina ferramentas analíticas avançadas e de baixo custo; personalização das telas de análises e relatório; integração de múltiplas fontes fornecedoras de dados para análises; contínua evolução em modo beta. Os primeiros resultados da implementação da plataforma Hórus, iniciada em 2022, mostram uma taxa de assertividade satisfatória nas previsões realizadas. O propósito deste trabalho é oferecer uma “visão preditiva” que permite aos gestores e corpo técnico dos parques eólicos, identificar e resolver problemas potenciais antes que afetem a produção de energia elétrica, promovendo assim a eficiência operacional, a redução de custo da energia elétrica e a sustentabilidade dos parques eólicos.pt_BR
dc.identifier.citationGONÇALVES, Flávio Henriques. Desenvolvimento da plataforma hórus para previsão de falha estudo de caso: conjunto de motores de "pitch" em aerogerador. Orientador: Dr. Ricardo Ferreira Pinheiro. 2024. 105f. Dissertação (Mestrado Profissional em Energia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2024.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/60573
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENERGIA ELÉTRICApt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectAerogeradorespt_BR
dc.subjectÂngulo de pápt_BR
dc.subjectMotores de pitchpt_BR
dc.subjectManutenção preditivapt_BR
dc.subjectPrevisãopt_BR
dc.subjectConfiabilidadept_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICApt_BR
dc.titleDesenvolvimento da plataforma hórus para previsão de falha estudo de caso: conjunto de motores de "pitch" em aerogeradorpt_BR
dc.typemasterThesispt_BR

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