Mejor protección de los álabes de las turbinas eólicas contra el impacto de rayos
La ubicación remota de muchas turbinas eólicas motiva que el mantenimiento y la reparación sean costosas y complejas en términos logísticos, especialmente en aquellas instaladas en el mar. El impacto de rayos constituye una de las principales causas de daño, un problema que se ve agravado por el aumento del tamaño de las turbinas eólicas. Con un solo rayo que caiga y dañe un álabe, toda la turbina quedará fuera de servicio. El apoyo a las pymes de la Unión Europea permitió al proyecto LIBI desarrollar, evaluar, certificar y comercializar un sistema de protección contra rayos (SPCR), denominado Lighting Interception Blade Implant (LIBI), adecuado para fabricantes, subproveedores y operadores de parques eólicos. El resultado ha sido más de treinta adaptaciones del concepto genérico de SPCR para cumplir con las especificaciones de los clientes. De altas prestaciones y listo para instalar Dado que los daños provocados por los rayos, junto con la erosión de los bordes de ataque, representan los principales riesgos para los álabes en los parques eólicos, todos los fabricantes de álabes de turbinas eólicas están obligados a instalar un SPCR. Tradicionalmente, los fabricantes han utilizado soluciones desarrolladas en la propia empresa, que requieren mucha mano de obra y son costosas, ya que los ciclos de desarrollo de un SPCR pueden durar varios meses. Los SPCR son además complejos, ya que hay que tener en cuenta los requisitos de materiales, procesos, fabricación, peso, tiempo y coste. El doctor Soren Madsen, coordinador del proyecto, comenta: «Basándonos en la experiencia de nuestros clientes, y después de evaluar muchos diseños en nuestro laboratorio, descubrimos que los SPCR convencionales eran demasiado complejos, dependían de las capacidades de los técnicos de instalación y que cada nuevo diseño de álabe requería un SPCR nuevo. Así que decidimos inventar un sistema genérico, preevaluado y precertificado, que tan solo requiere una adaptación sencilla para cada diseño de álabe». El LIBI es un implante que está insertado en la estructura del álabe a fin de garantizar una eficacia de interceptación del impacto de rayos del 100 %. La punta del LIBI se extiende hasta la punta del álabe, que, junto con el primer par de receptores laterales (aproximadamente a un metro de la punta), proporciona puntos de impacto para los rayos. Una vez que el LIBI recibe el impacto de un rayo, la corriente viaja a través de un conductor descendente (un cable de alta tensión para los primeros 10-15 m y después un cable convencional) dentro del álabe hasta el encastre del álabe. El aislamiento que envuelve las partes metálicas internas garantiza que las descargas iniciales no puedan adherirse a través de la carcasa del álabe, lo que minimiza el fallo del álabe. Por lo general, más de la mitad del trabajo se realiza en la fábrica, lo que hace que el proceso sea más rápido, al tiempo que garantiza una calidad de fabricación consistente y alta. El sistema también puede readaptarse para álabes con una protección contra rayos insuficiente, o álabes ya dañados por rayos. Se han certificado tanto los nuevos álabes como las soluciones de retroadaptación. Incentivos a la energía verde El LIBI reducirá significativamente el tiempo de parada de las turbinas eólicas debido a los daños causados por los rayos, aumentando la producción y reduciendo el coste de la energía eólica, lo que creará incentivos para reemplazar las centrales de carbón por energía eólica verde. «Creemos firmemente que el LIBI constituye un paso importante para hacer que la energía eólica moderna sea más competitiva, beneficiando así a todos los ciudadanos de planeta», dice el doctor Madsen. Se han realizado todas las pruebas de verificación obligatorias requeridas por la Comisión Electrotécnica Internacional (CEI 61400-24 Ed2), incluidas dos pruebas de alta tensión para determinar la eficiencia de captura y dos pruebas de alta corriente para verificar la erosión de la raíz del arco eléctrico en los receptores, así como la capacidad de conducción de corriente del cable y las conexiones. El diseño también ha sido sometido tanto a pruebas mecánicas como a temperaturas bajas y altas (-40 °C a +65 °C). El LIBI se vende actualmente en grandes cantidades en los mercados europeo y asiático de energía eólica. Hasta el pasado mes de octubre, se han instalado unos dos mil sistemas y se espera que en 2019 se superen los seis mil.
Palabras clave
LIBI, turbina eólica, álabe, rayo, implante, receptor, retroadaptación, energía verde, tensión, corriente, sostenibilidad