Eólica | Wind Power FuturEnergy | Noviembre November 2018 www.futurenergyweb.es 19 Más ligero, más barato, más refrigerado Los generadores actuales funcionan como una dinamo convencional, con imanes giratorios dentro de un conjunto de bobinas de cobre. La rotación crea un campo magnético variable en las bobinas, que genera una corriente eléctrica. Los superconductores son capaces de conducir electricidad sin resistencia, por lo tanto, son altamente complementarios a las tecnologías de eficiencia energética como sustitutos del cobre. En comparación con el cobre, pueden transportar 100 veces más densidad de corriente, lo que hace que la maquinaria eléctrica sea compacta y liviana. El uso de materiales muy reducido contribuye a que esta tecnología sea altamente competitiva para la maquinaria convencional. En el generador superconductor EcoSwing, los imanes se reemplazan por bobinas de cinta cerámica-metálica, que se convierten en superconductoras en condiciones extremadamente frías, lo que se logra al alojar las bobinas dentro de un tambor de vacío super-refrigerado con pequeñas cantidades de gas criogénico. A temperaturas de alrededor de -240 °C, aproximadamente 30 °C por encima del cero absoluto, la electricidad pasa a través de las bobinas casi sin resistencia, lo que permite flujos de energía 100 veces mayores que en los generadores estándar. La resistencia mucho menor significa que en un generador superconductor de alta temperatura se requiere mucho menos material, incluidos metales valiosos de tierras raras, en comparación con un modelo tradicional, para lograr la misma salida de energía, lo que resulta en una reducción sustancial de los costes y el peso. Los mismos beneficios también permitirán que aumentar el tamaño de los aerogeneradores. El equipo de EcoSwing visualiza futuros generadores superconductores que producen 10 MW o más. El peso y tamaño reducidos de los dispositivos de próxima generación, ayudarán a superar la barrera de los altos costes de construcción, transporte e instalación de los parques eólicos tanto en tierra como en alta mar. Si la prueba de campo EcoSwing resulta exitosa, ese objetivo debería estar al alcance en cuestión de años. Los socios del proyecto ya han avanzado mucho en la preparación tecnológica y comercial de muchos componentes, superando desafíos clave para el despliegue efectivo de la tecnología superconductora de alta temperatura en aerogeneradores sometidos a condiciones ambientales adversas, vibraciones y funcionamiento continuo sin supervisión. Los socios han mejorado y ampliado la capacidad de fabricación para muchos componentes nuevos dentro de este proyecto. Por ejemplo, EcoSwing ha tenido un gran impacto en la calidad y estabilidad de las capacidades de fabricación de cables superconductores de alta temperatura, aumentando la producción de metros a kilómetros por semana, una tasa hasta ahora inigualable en Europa. Lighter, cheaper, cooler Current generators work much like a traditional dynamo, with rotating magnets inside a set of copper coils. The rotation creates a variable magnetic field in the coils, which generates an electric current. Superconductors are capable of conducting electricity without resistance. They are thus highly complementary to energy efficient technologies as a substitute to copper. In comparison to copper they can carry 100 times more current density, making electrical machinery compact and lightweight. Vastly reduced material usage contributes to making this technology highly competitive to conventional machinery. In the EcoSwing superconducting generator, the magnets are replaced by coils of ceramic-metallic tape that become superconductive under extremely cold conditions, achieved by containing the coils within a vacuum drum super-cooled with small amounts of cryogenic gas. At temperatures of around -240°C, about 30°C above absolute zero, electricity passes through the coils with almost no resistance, enabling energy flows 100 times greater than in standard generators. Much lower resistance means that far less material, including valuable rare-earth metals, is required in a high-temperature superconducting generator compared to a traditional model to achieve the same energy output, resulting in substantial cost and weight reductions. The same benefits will also allow wind turbines to be scaled up. The EcoSwing team envisions future superconductor generators producing 10 MW or more.With the reduced weight and size of next-generation devices helping to overcome barriers from high construction, transportation and installation costs at both onshore and offshore wind farms. If the EcoSwing field test proves successful, that goal should be within reach in a matter of years. The project partners have already greatly advanced the technological and commercial readiness of many components, overcoming key challenges to the effective deployment of high-temperature superconducting technology in wind turbines subjected to harsh environmental conditions, vibrations and continuous unsupervised operation. Partners have improved and scaled up manufacturing capacity within this project for many new components. For example, EcoSwing has had a big impact on the quality and stability of high-temperature superconductor wire manufacturing capabilities, increasing production frommetres to kilometres per week – a rate so far unmatched in Europe.
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