Extensão da vida útil do parque eólico

A primeira fase da análise consiste em uma modelagem detalhada das condições de vento, na qual são estudados:

• Turbulência real do local.
• Cisalhamento vertical e ângulos de incidência do vento.
• Distribuições de Weibull por célula de cálculo.

Essa entrada é fundamental para um cálculo preciso das cargas aeroelásticas, permitindo avaliar como o vento real impacta a estrutura de cada aerogerador.

A segunda fase avalia o comportamento operacional real de cada unidade, incluindo, entre outros:

• Transitórios e alarmes por velocidade do vento.
• Desalinhamentos de yaw em operação e em parada (idling).
• Cargas adicionais devido ao acúmulo de gelo.
• Paradas prolongadas ou sazonais.
• Degradação superficial das pás.

Além disso, são revisados os registros de O&M (Work Orders) e os relatórios relevantes que possam ter impactado a operação, integrando essas informações à análise.

Esses dados são consolidados para representar com fidelidade o modo real de funcionamento do ativo.

Nesta fase, são desenvolvidos modelos aeroelásticos específicos por tipologia e configuração, representativos do comportamento estrutural e dinâmico real da máquina.

Os modelos são construídos considerando as características técnicas do aerogerador (geometria, propriedades estruturais, sistemas de controle e condições operacionais) e são submetidos a processos internos de validação e consistência, garantindo sua confiabilidade para a análise de cargas e vida remanescente.

Esses modelos constituem a base técnica sobre a qual são realizadas as avaliações estruturais posteriores.

Na quarta fase, são realizadas simulações aeroelásticas tanto em condições de projeto quanto nas condições reais do local. Isso permite:

• Calcular mapas de cargas e espectros acumulativos de dano por fadiga.
• Determinar a vida útil efetiva de cada componente estrutural.
• Estimar a expectativa de vida por célula de cálculo e por unidade.

Com esses dados, é possível identificar com precisão as ações de extensão de vida útil mais eficazes e estabelecer uma hierarquia de riscos por componente.

Na quinta fase da análise, são abordadas as incertezas associadas a cada componente, utilizando protocolos próprios baseados em FMECA (Análise dos Modos de Falha, Efeitos e Criticidade).

Este estudo quantifica a incerteza das principais variáveis e processos que afetam o cálculo da vida útil:

• Dados históricos e atuais do parque eólico.
• Caracterização do vento.
• Informações sobre operação e manutenção.
• Modelo aeroelástico do aerogerador.
• Métodos de cálculo e relatórios gerados.

Além disso, é realizado o acompanhamento de 241 parâmetros críticos, com pontuações de acordo com:

• Nível de criticidade dos dados.
• Fonte de origem.
• Cenário selecionado para a análise.

Essa abordagem permite avaliar o risco e a confiabilidade das previsões, fornecendo uma base sólida para a tomada de decisões operacionais e estratégicas.

Nesta fase, a estratégia de manutenção é ajustada às condições reais de operação e ao estado estrutural estimado da máquina.

A partir dos resultados da análise, são identificados componentes críticos e mecanismos relevantes de degradação, definindo:

• Prioridades de inspeção.
• Ajustes nas frequências de manutenção preventiva.
• Ações específicas de mitigação ou reforço.
• Recomendações para otimizar a disponibilidade e a confiabilidade.

O objetivo é alinhar o plano de O&M ao comportamento real do ativo, reduzindo a incerteza técnica e otimizando os custos ao longo da vida útil estendida.

A partir dos resultados estruturais e dos Modelos de Confiabilidade, são desenvolvidos cenários técnico-financeiros que integram probabilidade de falha, degradação esperada e exposição ao risco em vida útil estendida.

Os cenários são configurados de acordo com:

• Modelo de contrato de O&M.
• Preços da energia e incentivos de mercado.
• Regulamentações aplicáveis.
• Estratégias de manutenção adotadas.
• Oportunidades de repowering parcial ou total.
• Impacto nos fluxos de caixa e na capacidade de serviço da dívida.

Essa análise permite avaliar de forma integrada o risco técnico e a sustentabilidade financeira do ativo.

São avaliadas oportunidades de repowering parcial ou total, tanto na fase pré-construtiva quanto em ativos em operação, analisando sua viabilidade técnica e seu impacto estrutural, operacional e financeiro.

A análise considera:

• Compatibilidade estrutural e cargas resultantes.
• Integração com infraestruturas existentes.
• Impacto na produção e na confiabilidade.
• Requisitos regulatórios e licenças aplicáveis.
• Comparação econômico-financeira em relação à extensão da vida útil.

Essa abordagem permite determinar se o repowering constitui uma alternativa mais adequada em comparação à operação em vida útil estendida.

Desenvolvimento de uma caracterização preliminar do recurso eólico e das condições operacionais, seguindo a abordagem conceitual do P80/P90, porém com um nível de detalhe simplificado.

São avaliados, entre outros, parâmetros tipicamente associados à classificação IEC:

• Velocidade média do vento (Mean Wind Speed).
• Intensidade de turbulência (TI).
• Distribuição de velocidade (Weibull).
• Perfil vertical e cisalhamento (shear)
• Condições extremas representativas (avaliação indicativa).

Comparação das condições de projeto padrão (Type) com as condições reais do local (Site) por meio da base de dados analítica da Nabla.

A comparação Type vs. Site, juntamente com a estimativa preliminar de consumo de vida baseada em resultados analíticos anteriores compatíveis com o caso de estudo, permite:

• Identificar o potencial de extensão de vida útil.
• Estimar níveis representativos de exposição estrutural do site e da plataforma.
• Derivar estimativas indicativas de probabilidade de falha por componente.

A partir dos resultados estruturais e dos Modelos de Confiabilidade, são desenvolvidos cenários técnico-financeiros que integram probabilidade de falha, degradação esperada e exposição ao risco em vida útil estendida.

Os cenários são configurados de acordo com

• Modelo de contrato de O&M.
• Preços da energia e incentivos de mercado.
• Regulamentações aplicáveis.
• Estratégias de manutenção adotadas.
• Oportunidades de repowering parcial ou total.
• Impacto nos fluxos de caixa e na capacidade de serviço da dívida.

Essa análise permite avaliar de forma integrada o risco técnico e a sustentabilidade financeira do ativo.

Na fase pré-construtiva, de repowering parcial ou de repowering total, o High Level Analysis (HLA) permite avaliar de forma inicial a adequação entre plataforma e local, sem necessidade de desenvolver modelos aeroelásticos específicos.

A análise inclui:

• Avaliação preliminar Site vs. Platform.
• Caracterização simplificada das condições IEC (Mean Wind Speed, TI, shear, extremos representativos).
• Estimativa indicativa de consumo de vida baseada em resultados analíticos anteriores compatíveis.
• Identificação do potencial de extensão de vida e da exposição estrutural.
• Suporte técnico à seleção da classe IEC e configuração inicial.

Essa abordagem fornece uma base técnica sólida para decisões iniciais de projeto, investimento e estruturação contratual.

Desenvolvimento de um mapa de riscos do parque eólico a partir de:

• Resultados de vida estrutural (P90, P80 ou P70).
• Registros de O&M (Work Orders) e dados históricos de operação.
• Informação técnica relevante por plataforma e local de instalação.

São estimadas taxas de falha dependentes de fadiga (fatigue-driven) e falhas aleatórias (random) para componentes estruturais, rotativos e elétricos, obtendo-se uma representação quantificada do risco por componente e por ativo.

Além disso, o Reliability Model 2.0 incorpora uma metodologia específica para a previsão das taxas de falha dos principais componentes elétricos (gerador, conversor e transformador).

Mapeamento de CAPEX e OPEX de manutenção (preventiva e corretiva) adaptado ao mapa de riscos global do parque.

O modelo incorpora:

• Custos de O&M, reparos e substituições.
• Downtime versus preço da energia.
• Marco regulatório e incentivos aplicáveis.
• Logística e acessibilidade do local.
• Contrato de manutenção vigente e estrutura contratual.

O resultado é uma estimativa estruturada do custo de extensão de vida e seu impacto nos fluxos de caixa.

Adaptação do modelo a diferentes estratégias de manutenção e gestão do ativo:

• FSA (Full Service Agreement).
• Contrato de escopo limitado / split contract.
• Estratégias de manutenção otimizada.
• Descomissionamento gradual.
• Repowering parcial ou total.

Obtém-se um estudo financeiro de sensibilidade e os principais inputs para o modelo financeiro, permitindo comparar diferentes casos de negócio e estratégias de investimento.

Como evolução do modelo, a análise incorpora novas ferramentas de apoio à decisão que permitem determinar:

• Nível recomendado de contingências.
• Estratégia ótima de peças sobressalentes para componentes críticos.
• Impacto econômico do downtime.
• Comparação entre estratégias Full Service O&M e Limited Scope O&M.
• Identificação do Life Extension Tipping Point.