Proyecto “Offshore Demonstration Blade” (ODB Project), financiado con fondos del Programa Horizonte 2020 de la UE
Diez socios para un reto europeo: optimizar los costes de la energía eólica en alta mar
La Universidad CEU Cardenal Herrera de Valencia es uno de los partners de este proyecto europeo, desde el Grupo de Investigación y Desarrollo de Tecnologías en Aplicaciones Energéticas TecEner, que lidera la Escuela Superior de Enseñanzas Técnicas La CEU UCH ha albergado la última asamblea general anual del grupo, que ha tenido lugar en Valencia, para la puesta en común de los avances por parte de las entidades participantes en el proyecto.
El proyecto Offshore Demonstration Blade (ODB) forma parte del programa internacional DEMOWIND 2 ERA-NET Cofund de la Comisión Europea, con una duración de dos años, bajo la coordinación de ORE Catapult Development Services Ltd (ODSL), del Reino Unido. En él participan organizaciones líderes en innovación de aerogeneradores: Aerox Advanced Polymers, Siemens-Gamesa Renewable Energy, Total Wind, Dansk Ingeniør Service A / S DIS, Cener, Bladena, TNO, la Universidad Técnica de Dinamarca (DTU) y la Universidad CEU Cardenal Herrera (CEU UCH), en España. Representantes de todos estos centros de investigación y empresas acaban de poner en común sus avances en este primer año de proyecto.
Mayores dimensiones, más energía
El crecimiento de la industria de la energía eólica marina es un punto clave para alcanzar los objetivos de política mundiales con respecto al suministro de energía eléctrica de bajo carbono, segura y competitiva. En un futuro próximo, la energía eólica proporcionará más electricidad que cualquier otra tecnología en el escenario de energías renovables. Los requisitos de producción de electricidad se verán restringidos para alcanzarlos casi sin emisiones y la estrategia económica de los gobiernos seguirá siendo alentadora y permitirá la expansión de fuentes de energía renovables y de bajas emisiones.
Parque eólico en el mar (offshore), en Copenhague. (Fuente: CC SA 1.0)
Las tecnologías de energía eólica requieren mayor confiabilidad para seguir reduciendo costos. Una de las principales tendencias del sector para mejorar la eficiencia se basa en aumentar los diámetros del rotor de las turbinas eólicas para capturar más energía eólica. Las palas de la turbina más grandes continuarán desarrollándose e instalándose en el futuro cercano.
Tendencia de evolución del tamaño de la pala para turbinas de aerogeneradores offshore.
El daño por erosión
Sin embargo, este aumento en el diámetro implica en consecuencia, una subida en la velocidad de la punta. Al considerar la fuerza de impacto de las gotas de lluvia, granizo y otras partículas en el borde de ataque de la pala, la velocidad de la punta es un factor clave para el daño por erosión en la superficie del recubrimiento. Su progresión reduce el rendimiento aerodinámico de la turbina y ocasiona pérdidas en la producción anual de energía (AEP) y también puede afectar la configuración estructural del material compuesto que compromete el funcionamiento mecánico de toda la turbina.
Se puede esperar que una turbina eólica representativa opere continuamente durante aproximadamente 15-20 años a lo largo de su vida proyectada, pero se han registrado datos que la erosión se está produciendo dentro de 2-5 años. La investigación y el desarrollo de tecnologías de materiales adecuadas para abordar el problema de erosión por lluvia en el borde de ataque de las palas de turbinas eólicas se ha convertido en una prioridad para todos los fabricantes de equipos originales de turbinas eólicas (OEM).
En los aerogeneradores eólicos, los costes operativos y de mantenimiento representan una parte muy significativa del coste medio total de la energía (LCOE) que genera una turbina eólica marina. La ubicación remota de las turbinas más alejadas de la costa significa que la reparación y el mantenimiento de las palas es muy costoso. Encontrar una forma de extender la vida útil de los materiales es actualmente, por lo tanto, una prioridad para la industria. Los materiales de revestimiento son un aspecto clave para garantizar la resistencia a la erosión por lluvia en las turbinas eólicas.
Modelado numérico de materiales
Los modelos analíticos y numéricos se usan comúnmente para identificar combinaciones adecuadas de materiales en función de su potencial reducción de tensión en la superficie e interfaces bajo impacto de gota y también para la predicción del límite de vida del material. El grupo de investigación de la Universidad CEU Cardenal Herrera ha desarrollado una herramienta numérica para cuantificar el nivel de tensiones y la posible reducción de energía de impacto al variar los materiales y los parámetros geométricos de la configuración del sistema de protección del borde de ataque.
Además de la financiación del programa internacional DEMOWIND 2 ERA-NET Cofund de la Comisión Europea, el proyecto de la Universidad CEU Cardenal Herrera, está financiado por parte del Ministerio de Economía y Competitividad, con cargo al Programa de Ayudas a las Acciones de Programación Conjunta Internacional (Proyecto PCIN 2017-069).
Más información sobre ODB Project, en la web del proyecto: http://odb-project.com/our-work/
