Un nuevo enfoque para la repotenciación

La eólica onshore está entrando en una nueva fase. Parques eólicos de 15-20 años de antigüedad están llegando al final de su vida útil, lo que plantea preguntas importantes; ¿se repotencia el parque con el gasto que ello conlleva, o se inhabilita, perdiendo un valioso activo.? ¿Hay alternativas?

Gracias a nuestra larga experiencia en el sector sabemos que la hay: el repowering parcial. En este artículo explicamos las principales tecnologías que utilizamos para hacer de esta una solución modular, adaptable, de coste reducido y fabricación local.

Antes de entrar en soluciones, conviene poner nombre a los problemas:

• Coste total (CAPEX + OPEX) y tiempos de parada. En el repowering son de vital importancia los meses de obra, la disponibilidad del parque repotenciado, la logística de grandes componentes y el “lucro cesante” (energía no generada durante la intervención). 
• Logística y mantenibilidad. Cuando el diseño depende de piezas grandes, pesadas y de difícil obtención, el mantenimiento se vuelve dependiente de grúas de gran tonelaje y ventanas operativas estrechas. Esto dispara el OPEX y pone en riesgo la viabilidad económica del proyecto.
• Industria y suministro. La cadena de suministro eólica ha sido históricamente global, sin embargo, la situación geopolítica pone de manifiesto que se necesita un modelo de suministro local lo más resiliente posible. La industrialización del repowering exige pensar como industria, no como proyecto.

Teniendo claros los problemas a los que se enfrenta la industria, Surion les hace frente utilizando tecnologías que de forma separada han demostrado su eficacia, y que de forma conjunta marcan la diferencia. Repasamos los conceptos técnicos más novedosos y de interés que se incluyen en el concepto Surion.

En las turbinas tradicionales se utiliza un solo tren de potencia que transmite la fuerza del viento desde el rotor hasta el generador. Esta distribución tiene como inconveniente que, para generar más electricidad, se tienen que escalar los componentes a piezas más grandes, pesadas, caras, de difícil mantenimiento y suministro. 

Surion propone el sistema multidrivetrain. Distribuimos la fuerza de entrada en varios trenes de potencia, todos iguales, que trabajan en paralelo. Se utilizan más piezas, pero se consigue un sistema adaptable que no tiene que pararse por completo en caso de fallo de una rama. Se desconecta mientras los demás funcionan, evitando gran parte del lucro cesante. En una turbina clásica una parada supone una caída a cero de la producción total de la turbina, además de una gran potencia unitaria. En nuestro sistema como cada tren de potencia está formado por componentes de menor tamaño, en caso de mantenimiento el suministro es más efectivo, rápido y la operación más económica y en caso de avería, ésta puede afectar solo a un tren y, en consecuencia, a mucha menos potencia operativa. Esto produce un incremento de la disponibilidad y de la producción del parque. Además ¿por qué no mantener todos los drivetrain iguales e intercambiables, con lo que esto supone para la disponibilidad y la accesibilidad a recambios?

Cabe mencionar también la versatilidad. La gran mayoría de los parques a repotenciar tienen turbinas en unos rangos desde los 1.5 MW a los 3 MW. Con el sistema multidrivetrain podemos adaptarnos a las necesidades del parque, pues cada tren de potencia tiene un generador de 0.5MW. Si no se necesita una mayor potencia, ¿para qué instalarla?

Otra zona crítica del aerogenerador y de su disponibilidad es la pala. Su punta es una zona crítica: los vórtices de punta generan pérdidas, producen turbulencias que afectan al rendimiento y afectan las cargas que recibe la pala, reduciendo la vida útil de la misma.

Los winglets (o dispositivos de punta) se diseñan para reducir la intensidad de esos vórtices, disminuyendo las turbulencias y aumentando el par y la potencia. Más allá de “capturar más energía”, cuando una solución de punta está bien integrada contribuye a menores costes a lo largo de la vida del activo.

Surion ofrece a sus clientes un portfolio de palas con diferentes longitudes que se puedan adaptar a las necesidades y permisos de los parques a repotenciar. Combinando esto con la modularidad de nuestros componentes internos, conseguimos una solución que se adecúa a cada caso. Además, la nacelle de Surion está diseñada para aprovechar la corriente de aire generada de forma natural y la diferencia de presiones para disipar el calor de los componentes que lo requieren. Con un aire correctamente filtrado, se evitan costosas instalaciones de refrigeración inducida que pueden generar un mayor número de fallos.

De una u otra forma en todas estas tecnologías está presente la estrella del momento: la inteligencia artificial (IA). Aquí se adopta un uso coherente y pragmático: como asistente de decisión, no como sustituto del personal. Revisiones recientes resaltan que los enfoques “human-in-the-loop” mejoran la adopción y efectividad porque se alinea con flujos de trabajo complejos y el procesado de grandes cantidades de datos. 

Estándares y marcos de certificación remarcan la importancia de cómo se presenta la información para soportar el análisis técnico, con procedimientos claros y fundamentados. En pocas palabras, se implementa la inteligencia artificial en procesos que apoyen a las personas en su decisión, ofreciendo información y puntos de vista alternativos, pero conservando el papel humano en la toma de decisiones.

El mundo de la eólica offshore lleva años empujando el límite tecnológico: entornos más agresivos, acceso más difícil, y un coste de intervención mucho más alto. Eso obliga a un diseño que tenga como objetivo la fiabilidad, monitorización remota y mantenimiento predictivo, entre otros.

La IA también apoyará el mantenimiento predictivo basado en condición (CBM/PdM), consistente en planificar intervenciones según el estado real o proyectado de componentes y del aerogenerador, en lugar de hacerlo por calendario o reaccionar tras una alarma tardía. Teniendo en cuenta aspectos como la vibración, lubricación, temperaturas, parámetros de proceso/SCADA, etc. Se puede predecir y comprobar la degradación y actuar “cuando toca”, maximizando la disponibilidad de piezas y siendo coste-efectivos. 

Y no queremos depender sólo de los datos que nos arroje la sensórica. Se utilizan cámaras HD (con un coste de adquisición cada vez más bajo debido a su popularidad) para corroborar las mediciones. Esto, sumado con modelos de reconocimiento de imagen por IA permite diferenciar entre falsas alarmas y fallos no detectados, añadiendo una capa de seguridad al sistema que evite costosas reparaciones.

También existe una solución para reducir uno de los grandes costos añadidos en labores de Operación y Mantenimiento que es el alquiler de grúas. Esto, sumado a una disponibilidad limitada de las mismas, hace que la reparación o mantenimiento de una turbina sea un proceso traumático. Gracias al reducido peso y tamaño de los componentes utilizados, el mantenimiento de Surion se puede realizar con la grúa embebida en la nacelle. Con un sistema de raíles interno y un techo abierto, permitimos la carga y descarga de componentes cuando sea necesario. Para aquellos de mayor peso se pueden asistir de un anclaje y motor a nivel de suelo. De esta forma evitan costosos alquileres y ventanas de operación muy reducidas.

En resumen, el repowering ya no es un “plan B” para parques envejecidos: es una estrategia de continuidad de negocio, de circularidad y de eficiencia del sistema eléctrico nacional. En Surion se aborda con un objetivo claro: ofrecer una solución adaptable a las necesidades de los clientes, respetuosa con el medio ambiente, fácilmente escalable y competitiva a nivel económico.