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Development of an intelligent condition monitoring system for application on critical rotating components of industrial-scale wind turbines

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Hacia el desarrollo de aerogeneradores más fiables

La energía eólica representa cerca del 3 % de la producción europea total y se espera que crezca hasta alcanzar el 12 % para el año 2020. A fin de cumplir con dicho objetivo, es necesario aumentar el número de aerogeneradores y, además, operar a unos niveles óptimos en términos de eficiencia y coste.

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Los fabricantes de aerogeneradores trabajan para mejorar la fiabilidad a fin de reducir los gastos de explotación y mantenimiento. Para cumplir con dichos objetivos se han desarrollado unos diseños novedosos que consiguen reducir la cantidad de visitas programadas del servicio técnico, así como el tiempo perdido que suponen los paros del generador. El proyecto INTELWIND, financiado por la UE, tenía por objetivo reducir de forma significativa el número de fallos en componentes rotativos críticos de los aerogeneradores de escala industrial. Además, buscaba reducir la necesidad de mantenimiento correctivo mediante el desarrollo e implantación de un sistema de control inteligente. El sistema de control de condiciones (CMS) se basa en la integración de datos proveniente de sensores acústicos, de vibraciones, de par de torsión y del lubricante. Los sensores que ya estaban incorporados en los sistemas de registro del aerogenerador proporcionaron los parámetros de referencia para el análisis de datos tales como la velocidad y la dirección del viento, así como la producción de electricidad. INTELWIND desarrolló algoritmos y los incorporó al CMS para aportar datos que permitiesen realizar estimaciones acerca del desgaste de los rodamientos, así como de otros factores. Los datos se comparan con un grupo de indicadores clave del rendimiento «saludable». Si se identifica un valor que se escapa del rango aceptable, se dispara una alarma, lo cual posibilita la realización de un control automatizado, así como la intervención temprana. El CMS constituye un importante paso adelante en el control de condiciones de mantenimiento de los aerogeneradores. No sólo identifica posibles fallos en componentes rotativos críticos sino que posibilita la medición y el registro continuos de la carga sobre los componentes que integran la transmisión. Esto se logra gracias a un sensor de ondas acústicas superficiales (SAW) que se usa para medir el par de torsión en el eje de alta velocidad en combinación con el programa informático desarrollado. Lo anterior, sumado a los programas informáticos que estiman el tiempo restante de vida útil de los componentes, marca una nueva era en el mantenimiento preventivo de aerogeneradores. El sistema inteligente de INTELWIND se puede incorporar tanto a aerogeneradores recién fabricados como a instalaciones previas y genera un ahorro importante en equipos costosos de reponer tales como cajas de cambios, así como en gastos de mantenimiento.

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