Análisis técnico de un parque eólico en Grecia: Identificación de sobrecargas y mejora de la gestión del sector eólico (WSM)
Introducción
En un parque eólico situado en Grecia, un emplazamiento complejo caracterizado por turbulencias extremadamente altas, se experimentaban fallos recurrentes en las palas de los aerogeneradores que provocaban su rotura, incluso en aerogeneradores nuevos de no más de 3/4 años. Nuestro cliente, consciente de la gravedad del problema, nos contrató para realizar un análisis de causa raíz (RCA, por sus siglas en inglés) con el fin de identificar el origen de estos fallos y el momento exacto en que se produjeron. Este análisis se centró en determinar los límites de las cargas y cómo superaban las capacidades de los aerogeneradores, provocando el fallo.
Análisis del parque eólico
Al realizar el análisis mencionado, comprobamos que los aerogeneradores estaban expuestos a importantes sobrecargas debidas a condiciones de viento extremas y posibles comportamientos anómalos bajo condiciones de operación. Además, observamos que la Gestión del Sector Eólico (WSM, por sus siglas en inglés) proporcionada por el OEM, tenía limitadas direcciones de viento que no representaban un riesgo significativo para los aerogeneradores y sin embargo, el viento procedente del norte, que provocaba elevadas sobrecargas, no estaba limitado en absoluto.
El viento en esta región de Grecia sopla con mayor intensidad del norte, hecho que se había interpretado como un factor positivo en términos de rentabilidad, ya que se esperaba una mayor producción de energía. Sin embargo, esta decisión estratégica resultó contraproducente, ya que aunque en un principio parecía rentable, la realidad era que los aerogeneradores funcionaban en condiciones de sobrecarga continua, lo que unido a otros factores, resultó en el fallo de las palas.
Identificación del problema del WSM
El análisis detallado realizado por Nabla reveló que el WSM implementado no era adecuado para las condiciones extremas de viento de este emplazamiento. Según la normativa IEC 61400-1, cuando las condiciones de viento superan las especificadas de diseño, deben realizarse dos tipos de análisis: uno relativo a las cargas de fatiga y otro relativo a las cargas extremas y la deflexión de las palas. Pero, en este caso, las cargas extremas no se tuvieron en cuenta durante la aplicación inicial del WSM, lo que provocó un fallo crítico del diseño.
Propuesta de mejora
Como resultado del análisis del WSM, basado en una completa Evaluación de Cargas, analizando Cargas de Fatiga, Cargas Extremas y Análisis de Aproximación Punta a Torre, se propuso una mejora en el WSM que incluía limitar el viento proveniente del norte y desbloquear aquellas direcciones que no fueran perjudiciales para los aerogeneradores. Esta optimización permitió reducir significativamente las sobrecargas sufridas por los mismos mejorando así su vida útil y disminuyendo la probabilidad de tener sobrecargas en condiciones extremas en el futuro.
Además, la implementación de esta mejora se tradujo en un aumento significativo de la producción anual de energía. Con el nuevo WSM propuesto por Nabla, no sólo se consigue una mejor vida útil y menos sobrecargas extremas, sino que también es posible aumentar la producción anual en más de un 5% al desbloquear direcciones y velocidades de viento que no son problemáticas para el aerogenerador y que actualmente están limitadas, lo que supone un importante avance en la eficiencia operativa del parque eólico.
Conclusión
Este caso en Grecia subraya la importancia de un análisis exhaustivo y específico a la hora de aplicar estrategias específicas de WSM en emplazamientos con condiciones de viento extremas. La correcta adaptación y mejora de estas soluciones no sólo evita daños estructurales en los aerogeneradores, sino que también optimiza la producción de energía, maximizando la rentabilidad y sostenibilidad del parque eólico.
Además, es importante entender que el WSM nunca debe ser una "foto fija" que utilice únicamente los datos preconstructivos. Hay una gran cantidad de datos que se registran a diario en los aerogeneradores, que tras un tiempo de funcionamiento son de gran ayuda para revisar el rendimiento y las cargas, y perfeccionar el WSM. Esto no sólo contribuye a reducir el riesgo de fallos, sino que también ayuda a minimizar las incertidumbres y el conservatismo que se emplea con los datos previos a la construcción, lo que se traduce en una definición más fiable de la estrategia operativa.
Si quiere saber más sobre las estrategias de gestión del sector eólico, consulte el siguiente artículo técnico sobre estrategias avanzadas de gestión del sector eólico en aerogeneradores.
