El primer parque eólico certificado a 40 años por Nabla Wind Hub - Caso de éxito de SGS
El parque eólico de nuestro caso de éxito se encuentra en Zaragoza, España. Compuesto por 27 unidades de aerogeneradores Nordtank NTK43 de 600kW, se convirtió en 2018 en el primer parque eólico del mundo en conseguir la Certificación de Extensión de Vida a 40 años, gracias al análisis realizado por NWH y a la evaluación positiva resultante del programa de Extensión de Vida (LTE, por sus siglas en inglés) llevado a cabo por SGS.
Este hito marcó un antes y un después para la compañía, ya que el haber obtenido la certificación en extensión de vida garantizó seguridad y credibilidad a nuevos inversores y decisores para apostar por estas nuevas metodologías que hasta la fecha no eran reconocidas.
A partir de este momento, las estrategias y estudios de extensión de vida basados en cargas extremas que NWH venía desarrollando desde su constitución como empresa, allá por 2011, contaban con un modelo estándar certificado en el que apoyarse, que validaba los planes de operación a 40 años establecidos para los aerogeneradores.
Para la obtención de esta primera certificación de Extensión de Vida Útil (LTE), Nabla realizó un Full Life Analysis (P90), que mostraba cómo las condiciones específicas del emplazamiento estaban afectando a los componentes del aerogenerador. A partir de este análisis P90, podemos obtener una esperanza de vida precisa para cada uno de los componentes estructurales del aerogenerador, así como un modelo detallado de degradación por fatiga mecánica de las estructuras, en función de la morfología del aerogenerador, las condiciones del emplazamiento, las condiciones detalladas de funcionamiento y el tipo de materiales.
Esta evaluación detallada fue, de hecho, clave para la finalización del Programa de Certificación LTE de SGS, siguiendo el procedimiento SGS ECPR 2056:2017 y la experiencia de la norma IEC 61400-22.
En primera instancia, se construyó el modelo aeroelástico completo del aerogenerador Nordtank NTK43 600kW TWR43, para posteriormente proceder al análisis de las condiciones de viento y operación del emplazamiento. La desviación entre el modelo original y el modelo aeroelástico resultó en un margen máximo del 10%, conforme a la Certificación de Tipo para los OEM (bajo la nomenclatura P90).
El análisis de las condiciones del viento nos proporcionó las distribuciones de Weibull, la intensidad de la turbulencia, los ángulos de entrada, la cizalladura o cortante del viento y la intensidad del aire, por sector, para determinar mejor las condiciones de flujo del viento de los aerogeneradores. Lo que en nuestro caso de estudio condujo a unas condiciones generales de viento benignas para los aerogeneradores, adecuadas para extender su vida útil hasta 40 años.
En este caso de estudio en particular, el parque eólico se dividió en 4 celdas diferentes según las distintas condiciones de viento de cada aerogenerador, para ser analizadas posteriormente.
Imagen 1: Intensidad de turbul
Una vez realizado este análisis de las condiciones de viento, pasamos a examinar las condiciones de funcionamiento, cruciales para determinar el funcionamiento real de los aerogeneradores en términos de número de transitorios anuales, desalineaciones de yaw y disponibilidad de producción.
Y para concluir, se realizaron simulaciones aeroelásticas en condiciones de diseño y específicas del emplazamiento para determinar el mapa de cargas y los espectros globales de daños acumulados por fatiga, que nos ayudaron a definir con mayor precisión la esperanza de vida de cada componente estructural del aerogenerador.
Tabla 1: resultados del análisis de detección de vida
Para optar a la certificación de SGS, se necesita en primera instancia una evaluación completa más unas recomendaciones de mantenimiento a largo plazo (LTMR, por sus siglas en inglés) para garantizar el funcionamiento de los aerogeneradores.
SGS realiza comprobaciones y seguimientos periódicos para mantener la certificación del parque eólico.
No fue hasta 10 años después, desde que Nabla Wind Hub comenzó a estudiar los planes de extensión de vida de los parques eólicos, cuando la industria eólica alcanzó el acuerdo IEC61400-28 entre OEM, ISP y operadores de parques eólicos sobre metodologías reconocidas para ser certificadas y comercializadas para extender la vida de los parques eólicos.
Esto hizo posible extender la vida útil de los parques eólicos de los 20 años estándar a 30, 35 o 40 años, reduciendo los costes de operación y mantenimiento y aumentando la Producción Anual de Energía (AEP, por sus siglas en inglés) del activo. Un escenario que antes de la certificación era imposible de apoyar y financiar, ya que los ISP y los operadores de parques eólicos no podían validar sus planes de extensión de vida.
Imagen 2: Certificado SGS de Extensión de vida
Nabla Wind Hub y SGS fueron pioneros en certificar el primer parque eólico del mundo con una vida útil de 40 años. Este trabajo se realizó de manera independiente, ya que aún no existía la norma IEC61400-28 que estableciera un consenso en la industria eólica sobre cómo considerar adecuados los diferentes niveles de análisis para la extensión de vida útil.
A día de hoy, Nabla Wind Hub está a cargo de 2 de los grupos de trabajo más relevantes para la Normativa Internacional IEC 61400-28 de Extensión de Vida, liderando los grupos de Modelos Aeroelásticos e Incertidumbres, aparte de liderar el equipo encargado de desarrollar la Guía de Extensión de Vida de la Asociación Empresarial Eólica (AEE).
