A grandes rasgos los aerogeneradores de eólica son convertidores de tipos de energía. Parten de la cinética del viento, la convierten en mecánica y luego, esta pasa a ser electricidad y a suministrarse a la red para cumplir con la demanda energética de manera renovable y sostenible.
A partir del viento es posible la generación de electricidad limpia, por lo que la energía eólica se considera una fuente de energía renovable, que además está disponible con facilidad y es gratuita. Por eso la generación de energía eólica cada día es más importante en el mix de renovables necesario para completar la transición energética.
Aumento de las turbinas de energía eólica
En los últimos años, los aerogeneradores han experimentado un aumento significativo en sus dimensiones. Al comparar los modelos de turbinas de la última década con los proyectados para el futuro cercano, se observa un crecimiento impresionante, con una potencia que incluso podría triplicarse en algunos casos. Este avance ofrece grandes ventajas en la producción de energía, pero también plantea importantes desafíos técnicos y logísticos.
Uno de los principales retos que trae consigo el aumento de tamaño de los aerogeneradores es el impacto económico que genera, por ejemplo, en su fase de diseño y validación. La realización de ensayos a gran escala es muy costosa y cuenta con pocos centros disponibles para su realización, lo que puede ocasionar enormes retrasos si los resultados no son satisfactorios.
Este desafío se agrava debido a la complejidad de garantizar la fiabilidad de los componentes una vez en operación. A medida que estos crecen en dimensión, las cargas aumentan, lo que complica el mantenimiento, sobre todo en entornos offshore con condiciones extremas. Así, la fiabilidad se convierte en un factor crucial, ya que los fallos imprevistos o tempranos representan una amenaza significativa para la operatividad, seguridad y rentabilidad de los parques eólicos.
Con el fin de abordar esta problemática, los socios del proyecto SCALE-UP “Investigación en metodología Hybrid Testing para escalar hacia la siguiente generación de componentes de alta fiabilidad en aerogeneradores” trabajan en la validación de la fiabilidad de los componentes mecánicos y estructurales de gran tamaño sin la necesidad de recurrir a grandes bancos de ensayo.
Proyecto SCALE-UP
Este trabajo se llevará a cabo a través de tres líneas de investigación: la escalabilidad aerodinámica de las propiedades obtenidas en túneles de viento a escala, el desarrollo de una nueva metodología de cálculo estructural probabilístico, y una metodología para validar resultados a escala y hacerlos extrapolables. Así mismo, la metodología del proyecto combina ensayos simplificados, modelos virtuales avanzados y técnicas de upscaling para predecir el comportamiento a gran escala de los componentes críticos.
Los principales objetivos de SCALE-UP son validar la fiabilidad de los componentes tanto a escala actual como en modelos superiores a 20MW, optimizar el diseño y los procesos de fabricación de los componentes, y extender la vida útil de los aerogeneradores, tanto los actuales como los futuros. Además, se pretende generar nuevos conocimientos en el sector eólico sobre las incertidumbres que afectan la fiabilidad de los componentes, como la variabilidad del material, el impacto de los procesos de fabricación y el comportamiento estocástico de la fatiga.
Se han identificado un conjunto de componentes críticos cuya fiabilidad es esencial, dado que su fallo puede causar paradas costosas, reparaciones o incluso, fallos catastróficos, afectando directamente a la operatividad, seguridad y rentabilidad de los proyectos eólicos, como se observa en la infografía adjunta.
SCALE-UP se presenta como una oportunidad única para Euskadi, destacando y potenciando las fortalezas de las empresas involucradas en el proyecto. Además, se fomenta una colaboración que permitirá posicionar a la industria vasca de una manera diferencial en el mercado.
Formación de un consorcio
El consorcio está formado por: NABLA WIND HUB, coordinador del proyecto y proveedor independiente de soluciones para la extensión de vida útil y mejora del rendimiento de aerogeneradores; ATTEN[2], especialistas en sensores para la monitorización de los sistemas de lubricación; ERREKA, fabricantes de uniones atornilladas; GALVASALA, empresa especializada en el tratamiento y recubrimiento de metales galvanizados; HINE y GLUAL ENERGY, dos empresas de referencia en sistemas de pitch hidráulico; INTZA, proveedores de sistemas de lubricación para los rodamientos de los aerogeneradores; SIDENOR, fabricante de acero para la producción de componentes como torres y estructuras metálicas de aerogeneradores; y VIRLAB, laboratorio con experiencia en ensayos de vibraciones.
También forman parte del proyecto 7 entidades de la Red Vasca de Ciencia, Tecnología e Innovación. Los centros tecnológicos IKERLAN, TECNALIA y TEKNIKER; la universidad MONDRAGON GOI ESKOLA POLITEKNIKOA; las unidades de I+D empresariales: GLUAL INNOVA y SIDENOR I+D, y un agente de intermediación oferta-demanda: el CLUSTER DE ENERGÍA.
Además, el consorcio cuenta con el apoyo de dos empresas del Comité Asesor: NADARA, operador y desarrollador de proyectos de energías renovables, y SIEMENS GAMESA, especializada en diseño, fabricación, instalación y mantenimiento de turbinas eólicas.
El proyecto tiene una duración de tres años (2024-2026) y está subvencionado por el Departamento de Industria, Transición Energética y Sostenibilidad del Gobierno Vasco (Programa HAZITEK) y el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER).
