Tecnología de pesaje para aerogeneradores: planificación rentable y tiempos de parada reducidos

En los últimos años se observan dos grandes tendencias en el desarrollo de la energía eólica:

  • Una migración hacia parques eólicos marinos.

  • El desarrollo de estructuras cada vez más grandes, aptas para operar en el entorno marino y de cumplir los requisitos de eficiencia —muy exigentes— del sector de generación de energía.

Estas tendencias han hecho indispensable pesar de forma fiable determinados componentes de los aerogeneradores. Un pesaje preciso es un requisito previo para determinar el peso total de los componentes de soporte estructural, y para planificar los procesos logísticos de la forma más económica posible. Por otro lado, el pesaje preciso y la optimización de componentes críticos como las palas de rotores y las multiplicadoras pueden evitar paradas costosas.

HBM ofrece soluciones de tecnología de pesaje para las siguientes aplicaciones:

  • Servicio integral de pesaje de estructuras de aerogeneradores

  • Pesaje de palas de rotor

  • Pesaje de engranajes

Proveedor integral de servicios de pesaje de estructuras de aerogeneradores

Un desafío frecuente para los operadores de aerogeneradores es el requisito de medir la masa total de los componentes de soporte estructural, con el fin de reducir al mínimo retrasos y costes. Antes de la instalación, hay que prever equipos adaptados, como grúas o barcos de transporte, que suponen un elemento de costes importante. Sin embargo, el peso de los componentes de soporte estructural de una serie puede variar sustancialmente como consecuencia de las tolerancias de producción. Por este motivo, el peso no se puede determinar mediante métodos de cálculo, utilizando por ejemplo el método de elementos finitos.

HBM es un proveedor de servicios integrales de pesaje de aerogeneradores marinos y, con frecuencia, utiliza transductores de fuerza de compresión de referencia C18, con una capacidad de hasta 5 MN por cada sensor. Estos sensores de fuerza ofrecen una reproducibilidad excelente. Opcionalmente, se encuentran disponibles con un certificado de calibración DAkkS de Clase 0,5, según la norma ISO 376:201. Como alternativa, también se pueden utilizar los transductores de fuerza C6A, extremadamente compactos, diseñados para medir fuerzas de compresión de hasta 2 MN. Estos transductores pueden utilizarse en entornos adversos. Están exentos de mantenimiento y pueden instalarse en zonas de difícil acceso. El servicio se presta sobre el terreno (pesaje rápido in situ) y requiere muy poco tiempo. Como servicio adicional, el equipo de HBM verifica los cálculos antes de concluir el proyecto.

HBM participa activamente en proyectos eólicos desde hace quince años. En ese tiempo, ha sido un socio clave en veinte proyectos a gran escala. Uno de ellos fue Alpha Ventus, el primer parque eólico marino de Alemania, compuesto por seis turbinas construidas sobre estructuras de celosía y otras seis con estructura de  trípode. HBM fue un participante destacado en los estudios FINO y RAVE iniciales del proyecto Alpha Ventus, que allanaron el camino para la construcción de este parque marino.

 

 

Sensor de fuerza instalado bajo la estructura de trípode de un aerogenerador

¿Conoce el peso muerto de su estructura de soporte?

Servicios HBM:

  • Transductores de fuerza de compresión de referencia con capacidad por célula de hasta 5 MN.
  • Opción de clasificación con certificado de calibración DKD, según norma ISO 376: Clase 0,5
  • Garantía de reproducibilidad.

Sus ventajas: 

  • Servicio rápido de pesaje in situ de aerogeneradores.
  • Doble verificación de los cálculos.
  • Correcta selección de grúas y barcos de transporte previa a la instalación. Reducción de retrasos y costes de instalación

Equilibrado: pesaje de palas de rotor

Un desequilibrio en el rotor de un aerogenerador da como resultado una excentricidad cuando las palas giran. Si no se rectifica, este desequilibrio puede hacer que los componentes individuales se aflojen. Las palas deben estar equilibradas y todas ellas deben pesar lo mismo. Si no se consigue el peso objetivo, hay que añadir —o quitar— masa. El estado de equilibrio se calcula mediante software.

Para pesar con precisión una pala de rotor es necesario colocar células de carga extremadamente precisas en la raíz y en la punta de la pala. Esta aplicación requiere células de carga de muy alta precisión. Por otro lado, deben ser células con una fluencia sumamente baja, puesto que el proceso de medida puede durar hasta dos horas. Las células de carga de barra de cizalladura Z7A son adecuadas para esta aplicación, por su diseño especialmente robusto. Tienen una clase de precisión C3; es decir, 3000 divisiones según la norma OIML R60. Están fabricadas en acero galvanizado y ofrecen un grado de protección IP67. Adicionalmente, tienen una baja altura de montaje y cumplen los requisitos de compatibilidad electromagnética de la norma EN 45501. Sus cargas nominales oscilan entre 500 kg y 10 t.

Transductor de fuerza de compresión de referencia C18
Transductor de fuerza C6A
Célula de carga de barra de cizalladura Z7A

Pesaje de engranajes, el elemento central de la multiplicadora

Un fallo en un aerogenerador puede acarrear tiempos de parada de varias semanas y altos costes de sustitución, especialmente en las aplicaciones marinas. En la mayoría de los casos, la única solución es sustituir la totalidad de la multiplicadora. Los engranajes son los elementos centrales de la multiplicadora y fabricarlos con precisión tiene una importancia capital para la vida útil del conjunto. De hecho, el peso de los engranajes se considera un parámetro crítico para determinar la calidad de la producción. Los engranajes se pesan utilizando un método de tres puntos, similar al método para las estructuras de soporte. El engranaje se instala sobre tres células de carga situadas a 120º entre sí, conectadas a un amplificador que calcula la suma de los tres pesos parciales.

Ventajas de las soluciones de tecnología de pesaje de HBM

  • Procesos logísticos más económicos

  • Componentes optimizados

  • Reducción de los tiempos de parada

  • Vida útil más larga

 

 

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