Red de formación en materia de aerogeneradores
El auge del mercado europeo de la energía eólica ha dado lugar al desarrollo de turbinas cada vez más grandes, con una capacidad aproximada de 7,5 MW. Sin embargo, esta tecnología adolece de varios problemas graves, tales como los efectos de las vibraciones o el deterioro de las palas flexibles y los convertidores electrónicos de energía, que dificultan tremendamente su mantenimiento, especialmente cuando se trata de aerogeneradores instalados en alta mar. Estos problemas pueden llegar a provocar la interrupción de las operaciones y repercutir en la fiabilidad del suministro. El proyecto SYSWIND, financiado con fondos europeos, instruyó a futuros expertos en informática e ingeniería mecánica, civil y electrónica en la identificación de sistemas y la evaluación del estado y funcionamiento de la nueva generación de sistemas eólicos. El equipo de SYSWIND realizó un esfuerzo multidisciplinario sin precedentes para fomentar la fiabilidad de los aerogeneradores como fuente de energía, centrándose en las tecnologías más novedosas del sector. Las señales de vibración procedentes de un aerogenerador instalado en un parque eólico permitieron realizar la caracterización estructural de un aerogenerador a escala real en condiciones operativas normales. Para determinar el estado estructural de los componentes de los aerogeneradores los investigadores emplearon una técnica de análisis tiempo-frecuencia basada en la descomposición empírica en modos. El equipo de SYSWIND apostó por la tecnología de sensores inalámbricos e investigó la posibilidad de utilizar sistemas de detección adaptativa y procesamiento de señales incorporado. Además de posibilitar la adquisición de datos, estos sensores inalámbricos actuarían como nodos de procesamiento y transmisión de la información relativa a las características de vibración y el estado del aerogenerador. Los investigadores elaboraron un modelo de aerogenerador, entendido como un sistema multicuerpo sometido a cargas aerodinámicas y a los efectos de las turbulencias, los cuales comprobaron mediante muestreo rotacional de las palas. El modelo de orden reducido desarrollado puede emplearse en simulaciones y durante el desarrollo y el diseño de nuevos controladores de la vibración estructural. Las investigaciones sobre el control de la vibración en los aerogeneradores se tradujeron en el desarrollo de una pala inteligente con controladores estructurales semiactivos capaces de estabilizar las turbinas, ya sea en tierra o en alta mar. El rendimiento de los algoritmos de control semiactivo de frecuencia y de control activo de vibraciones de las palas de los aerogeneradores se comprobó con distintas condiciones operativas y de carga. Se prevé que la incorporación de esta tecnología a los aerogeneradores alargue la vida útil de sus componentes y mejore su eficiencia. Las técnicas de identificación de sistemas, evaluación del estado y control de aerogeneradores desarrolladas en el marco de SYSWIND están llamadas a reducir los costes operativos y de mantenimiento. Ello a su vez repercutirá positivamente en el coste de la energía, una de las cuestiones determinantes para la buena marcha de las instalaciones marinas de generación de energía renovable.
Palabras clave
Aerogeneradores, energía renovable, energía eólica, identificación de sistemas, control del estado
