Las instalaciones de energía eólica no son fáciles de mantener y operar ya que generan a partir de un recurso altamente variable si lo comparamos con la generación hidroeléctrica o térmica convencional. Asimismo, en una sola planta hay muchas más turbinas que en cualquier planta de generación, que además están localizadas en lugares remotos y a veces de difícil acceso.
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El control del rendimiento mediante datos de SCADA
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El rendimiento de un parque eólico puede ser afectado por numerosos factores ambientales, como puede ser la formación de hielo o turbulencias, que pueden degradar el rendimiento aerodinámico de la turbina. También puede haber causas intrínsecas a la turbina. El sistema de control debe prevenir para prevenir una situación de sobreaceleración catastrófica poniendo en bandera las aspas y, si es necesario, aplicando un freno mecánico. También puede ajustarse para variar la inclinación y evitar condiciones resonantes ruidosas. Los sistemas de control están diseñados como un compromiso entre varias restricciones conflictivas que a menudo tienen características no previstas o deseables, resultando posiblemente en una degradación del rendimiento significativa en un ambiente particular.
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Los SCADA existentes para parques eólicos son recursos valiosos, que pueden explotarse para que el operador observe y optimice el rendimiento del parque eólico. Para ello realizan la función de control del rendimiento.
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El control del rendimiento puede complementar las condiciones de control. Debido a que se usan datos existentes, no hay costes de instalación, y por ello no hay riesgo financiero para el operador. El control de las condiciones directamente evalúa el estatus de los sistemas de turbinas y sub-sistemas usando sensores tales como acelerómetros, medidores de tensión y contadores de partículas de aceite. Las señales de estos instrumentos se controlan continuamente.
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El control del rendimiento se basa en el esfuerzo realizado mediante análisis de datos obtenidos mediante SCADA que son rutinariamente registrados para investigar las relaciones que describen cómo varía la energía obtenida en función de la velocidad del viento. Las relaciones observadas indican la forma como varía el viento y la respuesta de la turbina a esta variación.
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Los secretos de la curva de potencia
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El último éxito de un parque eólico es determinar cuánta energía produce y ello puede hacerse a través de una curva de potencia que muestra cuánta energía produce en función de la velocidad del viento en un lugar hipotético.
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Algunas turbinas pueden tener problemas para cumplir con el rendimiento previsto, otra pueden cumplir su rendimiento garantizado.
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Los factores que afectan al rendimiento de la turbina pueden agruparse en dos categorías. La primera condición, que puede incluir: cizallamiento del viento, turbulencias, desviación del viento, turbulencia, efecto de puesta en marcha y formación de hielo. La segunda categoría es la operación de la turbina, que incluye: condiciones de las aspas, conveniencia de la turbina, algoritmo de control, distribución en planta del parque eólico, mantenimiento y paradas, y estados de alarma y error.
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Ante tantas variables no es de extrañar que la curva de rendimiento se aleje de la garantizada por el fabricante. Afortunadamente, numerosas compañías han desarrollado herramientas de software que pueden ayudar a cuantificar estas variables.
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La importancia del control del rendimiento
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Como decimos con frecuencia en los artículos de energía, lo importante en estas aplicaciones es la optimización, pues conforme aumenta la capacidad de un equipo, mayores son las pérdidas. Los equipos mal optimizados, ya sea en fase de diseño o de operación, pueden generar enormes pérdidas de rentabilidad. En un caso extremo, la experiencia ha demostrado que un parque eólico con varias turbinas puede perder en un mes 150.000 dólares. Un control del rendimiento rutinario puede prevenir estas pérdidas.
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Bibliografía: Staying ahead of the wind power curve. March-April 2010
Palabras clave: Performance monitoring
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