Energía eólica
Soluciones de recinto y alojamiento para molinos de viento marinos
El uso de la energía eólica marina es una de las tecnologías del futuro. Actualmente se están planeando parques eólicos marinos con una potencia general de 45 GW en todo el globo. Sin embargo, el proyecto Horns Rev ha mostrado que el emplazamiento marino también puede provocar problemas. Se necesitan soluciones para proteger a los sensibles aparatos electrónicos frente al clima extremo y la creciente pérdida de calor.
Las fuentes de energía que ofrecen una alternativa al suministro clásico de energía de petróleo, carbón y gas natural experimentan una demanda creciente. La energía eólica es una alternativa que muestra una tasa de crecimiento espectacular. El número de molinos de viento terrestre, y aún más los marinos, sigue creciendo continuamente. Sin embargo, el funcionamiento seguro en condiciones atmosféricas extremas requiere componentes y sistemas de alta calidad.
La tecnología central de los molinos de viento se halla en la góndola en la que se suspenden las aspas. Componentes como el reductor, el freno de estacionamiento, el generador, el intercambiador de calor, la unidad de energía hidráulica y la caja del conmutador se hallan situados ahí. A una altura de más de 100 m la góndola se vuelve extremadamente susceptible ante cualquier impacto, y se halla también expuesta a tensiones mecánicas y vibraciones. Además, las grandes variaciones de temperatura y las condiciones climáticas extremas son un aspecto importantísimo a considerar. La corrosión y la condensación son grandes enemigos para la electrónica. El reducido espacio de la góndola está equipado con dispositivos y cubiertas de una gran densidad. Con el incremento de la potencia de las unidades la pérdida de calor en el interior de la góndola también se incrementa. Por lo tanto, surge la cuestión del control del clima con el fin de evitar los tiempos de paro del sistema debidos a sobrecalentamiento de los aparatos electrónicos.
Las mayores demandas se sitúan en componentes particulares. Los recintos y alojamientos están construidos en acero inoxidable debido al riesgo de corrosión causado por el salado aire marino. Más aún, les tensiones mecánicas y la vibración requieren un refuerzo considerable y un diseño de amortiguación de vibraciones para las cubiertas. La creciente potencia de los elementos electrónicos también exige una protección EMC del "embalaje" con el fin de mantener las perturbaciones al mínimo nivel posible. Esto mismo sucede para ventiladores y unidades de refrigeración. En la parte inferior de la torre de energía eólica se necesitan unos sistemas de cubierta de exteriores especiales, así como soluciones de contenedor para acomodar los componentes de distribución y control de la corriente/energía. Por todas estas necesidades Rittal, como proveedor de sistemas para tecnología de cubiertas y recintos, aporta las soluciones más adecuadas.
Para un alojamiento seguro de los aparatos electrónicos en el interior de la góndola directamente detrás del rotor, el ahorro de espacio y una elevada categoría de protección se requieren soluciones que deben integrarse sin problemas como los alojamientos de la gama compacta AE de Rittal. La gama AE, con una categoría máxima de protección de IP 66 comprende más de 200 soluciones.
Rittal ofrece los sistemas Top Enclosure System TS 8 como solución de control del alojamiento de la conexión de la red eléctrica a los proveedores. El sistema TS 8 también está disponible en hojas de acero o de acero inoxidable, y puede compartimentarse y resulta muy fácilmente accesible desde todos los lados gracias a su diseño modular y flexible. Los compartimentos ahorran tiempo y costes de montaje, mantenimiento y reparación, y minimizan los tiempos de paro técnico.
Con respecto a la amortiguación de vibraciones y de tensiones mecánicas, resulta posible reforzar los compartimentos pequeños, los paneles de operación y los compartimentos grandes y adaptar componentes de amortiguación de la vibración. En caso necesario, se realizan ensayos de oscilación y vibración en Rittal. Además de soluciones fiables de alojamiento, el eficaz control del clima de los aparatos electrónicos garantiza el funcionamiento correcto de los molinos. Este es un aspecto muy importante con respecto a las crecientes pérdidas de calor en el interior de la góndola debido a la potencia de los aparatos electrónicos de los sistemas modernos. Como solución, Rittal ofrece unidades de control de clima con separación hermética del circuito de aire interior y exterior, para que el aire del recinto electrónico no se mezcle con el aire marino salado. La protección de categoría IP 55, tanto en hojas de acero como de acero inoxidable, así como la protección EMC, implica que estas unidades de refrigeración son ideales para su uso en entornos agresivos.
Aprendiendo de Horns Rev
Al tratar el proyecto marino "Horns Rev" a 15 Km. de la costa oeste danesa en Esbjerc, se detectó un fallo específico de carga en los transformadores en otoño de 2003. El aislamiento era insuficiente. Luego se produjeron también problemas en el generador. Un análisis exhaustivo mostró que el problema era debido a un error de fabricación. Una serie de 70 generadores en total, 55 en Horns Rev, tenían deficiencias. Tras localizar los 15 generadores restantes, el fabricante de los molinos de viento – la danesa Vestas – decidió cambiar los 70 generadores. La solución menos cara fue desmantelar todas las góndolas y llevarlas juntas a la costa. Esto le ofreció a Vestas la posibilidad de analizar, en condiciones controladas, cuál había sido el mayor impacto tras dos años de uso en un entorno marino agresivo. Vestas obtuvo un conocimiento básico: para los siguientes parques eólicos marinos, North Hoyle y Scoby Sands en Gran Bretaña, con 30 molinos de viento de tipo V80-2,0 Mw., la experiencia ya lo había constatado. "Scoby Sands ha sido puesta en marcha y North Hoyle funciona con total satisfacción", enfatiza Vestas. Por esta razón, no se prevén problemas importantes en estos parques eólicos ni para la próxima generación de molinos de tipo V80-2,0 MW.