Mejora del control de la estabilidad en aerogeneradores
El proyecto STABCON ha desarrollado herramientas fiables de diseño para el análisis y la optimización de grandes aerogeneradores en cuanto a su estabilidad aeroelástica y control activo. El proyecto ha eliminado una parte importante de la incertidumbre que se puede generar durante el diseño de los aerogeneradores, mejorando así la fiabilidad, durabilidad y competitividad de la energía eólica. Se prevé que la reducción del coste de la energía eólica, junto con la mejora de la seguridad mediante el control activo de la estabilidad, contribuirán a una mayor aceptación social de la energía eólica. Los investigadores del proyecto STABCON adaptaron y perfeccionaron el programa ARLIS (Análisis aeroelástico de sistemas lineales en rotación). El programa se había diseñado inicialmente para el análisis lineal dinámico y aeroelástico de aerogeneradores con eje horizontal. Mediante la aplicación de la teoría de Floquet es capaz de manejar aerogeneradores que funcionen con una, dos o más palas. Sin embargo, ARLIS tiene una limitación, y es que está restringido a un número constante de revoluciones por minuto del aerogenerador. Para llevar a cabo un análisis dinámico del sistema acoplado rotor-torre, los dos sistemas se describieron por separado mediante modelos de elementos finitos (EF). Se asumió que los desplazamientos eran lo suficientemente pequeños para que se pudiesen utilizar las ecuaciones lineales de movimiento. Los grandes desplazamientos estacionarios se estudiaron analizando los estados cercanos al estado de equilibrio de la estructura deformada. La torre y el rotor se conectaron mediante un único punto nodal (o de acoplamiento). La masa, la rigidez y la amortiguación sirvieron como parámetros para definir un modelo de elementos finitos simple del tren de transmisión con caja de cambios y un generador de alta velocidad. Esto permitió a los investigadores estudiar tanto generadores síncronos como asíncronos. Se calcularon las respuestas transitorias y en régimen estacionario del sistema acoplado, teniendo en cuenta la carga como resultado del peso muerto y el gradiente y las ráfagas de viento. Los resultados se introdujeron en un sistema de elementos finitos que, a continuación, calculó los desplazamientos del punto nodal, las tensiones y las fuerzas.
