Una nueva tecnología de monitorización reduce los costes de la energía eólica
Los objetivos de la Unión Europea de generar un 20 % de la electricidad a partir de fuentes renovables en el año 2020 requieren la instalación de entre 119 000 y 165 000 aerogeneradores nuevos. Las turbinas eólicas actuales, además de no llegar al final de su vida útil nominal (la de diseño) de veinte años, tienen unos costes de operación y mantenimiento durante ese período que resultan excesivos. El proyecto MONITUR (Reduction in maintenance costs of wind turbine renewable electricity generation through online condition monitoring) mejoró la tecnología de monitorización de la condición para asegurar que los aerogeneradores de Europa alcancen el nivel deseado. El equipo científico se centró en unos análisis de tiempo-frecuencia y algoritmos nuevos para máquinas rotativas que difieren de los métodos clásicos utilizados para las señales estacionarias. La nueva metodología permite predecir con más precisión la vida útil de los componentes a partir de las mediciones experimentales y no de cálculos, con lo que se reducirán muy notablemente los costes de mantenimiento. La tecnología MONITUR emplea un acelerómetro triaxial montado sobre el soporte del cojinete de un eje de baja velocidad de un aerogenerador. El acelerómetro captura la vibración en tres direcciones (vertical, horizontal y axial), mientras que los datos de velocidad del eje y vibración se procesan en continuo para obtener un análisis diagnóstico. Para desarrollar el concepto MONITUR, el equipo investigador utilizó métodos totalmente nuevos. El análisis de fatiga de las partes rotativas depende de la medición de las vibraciones en el aerogenerador y la velocidad del eje de la turbina, así como de una secuencia de técnicas innovadoras de procesamiento de señales. Estos algoritmos detectan las frecuencias resonantes de las partes rotativas durante los transitorios de operación. La diagnosis se realiza en una etapa temprana de la fatiga con un índice bajo de alarmas falsas y de omisiones en la detección. Un nuevo método desarrollado para calcular las tensiones en los álabes del aerogenerador provocadas por las vibraciones del eje rotativo permite un pronóstico en tiempo real de los futuros daños por fatiga y del mantenimiento predictivo. La tecnología que permite estimar la vibración de las unidades rotativas en distintos modos de excitación provocados por las vibraciones del eje facilita la identificación de las causas raíces de los daños por fatiga. Un diseño defectuoso, imperfecciones en los materiales o errores en la instalación pueden ser algunas de las causas raíces de las elevadas amplitudes de vibración. El sector de equipos y servicios asociados a la energía eólica está dominado por grandes empresas. Los avances del proyecto MONITUR ofrecen a las pequeñas y medianas empresas la posibilidad de lograr avances significativos en problemas bien definidos gracias a la tecnología propuesta de monitorización continua de aerogeneradores.
Palabras clave
Tecnología de monitorización, aerogeneradores, mantenimiento proactivo, generación eléctrica, MONITUR
