Aumentar el rendimiento energético anual con soluciones digitales RES

El reto

Normalmente, las turbinas eólicas funcionan para maximizar su propia producción de energía, sin tener en cuenta su interacción con otras turbinas de todo el parque eólico. Además, cada aerogenerador dispone de muy buena información sobre el flujo del viento en su emplazamiento, pero no la comparte con el resto del parque para optimizar la producción. Además, los parámetros de control por defecto de una turbina pueden no impulsar el comportamiento más eficiente en función del emplazamiento. Estos comportamientos pueden conducir a una producción energética subóptima de un parque eólico.

Turbinas que actúan aisladamente: Cuando cada turbina funciona de forma independiente, alineándose estrictamente con la dirección local del viento, no tiene en cuenta el impacto en las turbinas vecinas. La estela (turbulencias y viento más lento) creada por una turbina situada aguas arriba puede reducir significativamente la eficiencia de las turbinas situadas aguas abajo. Esto puede dar lugar a una producción de energía global subóptima y a un aumento de la tensión mecánica en las turbinas situadas aguas abajo.

Además, las turbinas giran, o guiñan, en función de las señales de dirección del viento procedentes de la instrumentación de la góndola de la turbina. Los datos sobre la dirección del viento procedentes de la instrumentación de la turbina pueden no reflejar realmente la dirección exacta del viento para esa turbina, lo que puede causar una pérdida de producción de energía en comparación con un comportamiento óptimo. Además, las turbinas pueden realizar frecuentes ajustes de guiñada para perseguir cambios cortos y localizados en la dirección del viento. Esto puede aumentar el desgaste mecánico de las turbinas, elevar los costes de mantenimiento y reducir la vida útil de los equipos.

Muchas turbinas, como las de Altahullion 1, han estado ajustando su guiñada basándose únicamente en las condiciones locales del viento a partir de su propia instrumentación, sin tener en cuenta la dinámica global del parque eólico. El resultado es que no aprovechan todo su potencial.

Parámetros de control subóptimos: Los aerogeneradores vienen con sistemas de control diseñados por el fabricante para optimizar su rendimiento. Aunque estos ajustes de fábrica están diseñados para funcionar bien en condiciones estándar, pueden no ser los más adecuados para las condiciones de viento únicas de un emplazamiento específico o el estado particular de un aerogenerador, como su antigüedad.

Un factor clave que afecta significativamente al rendimiento es el comportamiento del paso de las palas. El paso de las palas se refiere al ángulo de las palas de la turbina con respecto a la dirección predominante del viento. Ajustar el paso de las palas permite a la turbina captar la máxima cantidad de energía eólica. Al optimizar el ángulo de las palas, la turbina puede funcionar con mayor eficacia y maximizar la producción de energía. Debido a la naturaleza dinámica de las condiciones del viento, éstas requieren ajustes continuos y precisos para mantener una eficiencia óptima. Sin embargo, el comportamiento por defecto del ángulo de inclinación de las palas de una turbina puede no ser el más eficiente en función del emplazamiento.

La solución

El sistema Dynamic Yaw de RES es crucial para optimizar el rendimiento y la eficiencia de los aerogeneradores. Se trata tanto de garantizar que las turbinas maximizan el rendimiento energético como grupo, como de proporcionar a cada turbina mejor información sobre el viento entrante. Más concretamente, algunas de las innovadoras tecnologías Dynamic Yaw de RES que se han implantado y probado en Altahullion son las siguientes

• Control colectivo: Las turbinas reciben información sobre la dirección del viento de las turbinas vecinas para poder decidir mejor cuándo guiñar.
• Dirección de la estela: El sistema utiliza técnicas de dirección de estela, en las que las turbinas situadas aguas arriba se guiñan intencionadamente para alejar sus estelas de las turbinas situadas aguas abajo. Así se mitigan los efectos negativos de las estelas y se mejora la captación de energía y la eficiencia del parque eólico.

Utilizamos TuneUp para ajustar la configuración de control de la turbina. Aprovechando una gran cantidad de datos, más allá de los datos de diseño originales del fabricante, ahora podemos utilizar análisis avanzados para ajustar con precisión el rendimiento de la turbina más allá de las especificaciones de fábrica.

El impacto

La implantación del producto Dynamic Yaw de RES en el parque eólico de Altahullion ha resuelto eficazmente las ineficiencias asociadas al control independiente de la guiñada de las turbinas. Al aprovechar la tecnología avanzada y los datos en tiempo real, el parque eólico ha logrado una mayor eficiencia energética, ha reducido el estrés mecánico y ha prolongado potencialmente la vida útil de las turbinas, demostrando avances significativos en la gestión de parques eólicos.

Junto con la implantación de otras tecnologías FER, Altahullion aumentó su rendimiento y eficiencia. Más concretamente, la estimación final del aumento anual del rendimiento energético de las mejoras combinadas es del 3,4%. El mayor contribuyente a este aumento es el TuneUp (2,1%), seguido del Control Colectivo (0,7%).