Actualización y reacondicionamiento de turbinas eólicas: ABB Wind Retrofit

Con la madurez del mercado de la energía eólica onshore, los activos van envejeciendo y muchas turbinas ya han finalizado su período de garantía. Al mismo tiempo, los operadores y propietarios de parques eólicos en mercados maduros como Dinamarca y Alemania están evolucionando hacia equipos más potentes y sofisticados de dos o más megavatios (MW) y está desapareciendo la oferta de aerogeneradores nuevos menores de 1,5 megavatios.

 

La situación de la energía eólica onshore está marcada por los grandes fabricantes de turbinas eólicas (OEM) que han adquirido a sus competidores más pequeños y han racionalizado su oferta. Esto conlleva que los modelos de aerogeneradores de los fabricantes que han sido adquiridos ya no proporcionan un soporte activo a esos aerogeneradores de 1,5 megavatios

La propia tecnología de los aerogeneradores también ha evolucionado. Los primeros eran modelos de una o dos velocidades, en el último de los casos, con opciones de baja y alta velocidad para distintas condiciones de viento. Las turbinas actuales disponen de electrónica de potencia y mecanismos de velocidad variable, como los convertidores eólicos de ABB, que permiten adaptar la velocidad de rotación de la turbina a las condiciones el viento. Esto les permite reducir los esfuerzos en el tren mecánico y a la vez obtener la máxima transferencia de energía.

Opciones de modernización de turbinas eólicas

Del conjunto de estos factores ha surgido la necesidad de modernizar las turbinas eólicas cuya garantía ha expirado, ya sea para operadores que desean mejorar el rendimiento o para el creciente mercado de aerogeneradores de segunda mano.

Se estima que actualmente hay más de 30.000 turbinas antiguas en el mundo que no tienen electrónica de potencia y que sus periodos de garantía han expirado o están a punto de hacerlo. En esta situación, los operadores tienen dos posibilidades.

La primera, es conocida como repotenciación. Esta solución consiste en reemplazar los aerogeneradores existentes, antes de que sus componentes lleguen al final de su vida útil, por aerogeneradores nuevos. Aunque dichos aerogeneradores son más potentes y fiables, su precio de adquisición es muy elevado e implican una serie de trámites administrativos que pueden llegar a prolongarse en el tiempo, además de tener que sumarle el tiempo de adquisición e instalación del propio aerogenerador.

La segunda solución a la que los propietarios u operadores pueden acudir es el reacondicionamiento del aerogenerador, que consiste en  renovar algunos componentes eléctricos y mecánicos de las turbinas existentes y actualizar el sistema de control del aerogenerador.

El Centro de Excelencia de Wind Retrofit de ABB da una nueva vida a las turbinas envejecidas

Para atender esta creciente demanda de modernización de turbinas eólicas y dar una solución técnica fiable y eficiente a nivel internacional, ABB creó del Centro de Excelencia de ABB Wind Retrofit en las instalaciones de Sant Quirze del Vallès, Barcelona.  Un centro de ingeniería que hace posible darle una nueva vida a las turbinas antiguas, reimpulsando su funcionamiento rentable para generar energía limpia.


Cómo se reacondicionan las turbinas

El reacondicionamiento que propone ABB desde el Centro de Excelencia de ABB Wind Retrofit consiste en integrar un convertidor de frecuencia dotado de la última tecnología en electrónica de potencia así como la renovación de algunos componentes mecánicos y eléctricos. En términos generales, el reacondicionamiento persigue el aumento de la productividad así como la prolongación de la vida útil del aerogenerador.

La integración del convertidor permite al aerogenerador trabajar a velocidad variable para adaptar su velocidad a las condiciones del viento tal y como lo hacen los aerogeneradores nuevos siguiendo estándares actuales. Esto les permite trabajar en el punto de funcionamiento óptimo para obtener la máxima transferencia de energía entre el viento y las palas y suavizar el funcionamiento del tren mecánico. Además, el coste del reacondicionamiento es netamente inferior al de un aerogenerador nuevo equivalente y su tiempo de instalación es reducido dependiendo de las necesidades del propietario y de las condiciones previas a su puesta al día.

Por lo tanto, servicios como el de Wind Retrofit de ABB que renuevan los componentes y la tecnología de una turbina existente representan la mejor manera de seguir obteniendo un retorno de la inversión inicial del parque eólico si se dispone de tiempo y recursos económicos limitados.


La repotenciación puede dar lugar a un mercado de segunda mano

La repotenciación puede dar lugar a un mercado de segunda mano en el que hay disponibilidad de aerogeneradores antiguos de pequeñas potencias (< 1.5 MW)  a precios muy competitivos. Por otro lado, hay una creciente demanda de aerogeneradores de segunda mano.

Ahora bien, en la mayoría de casos, los aerogeneradores desmantelados no pueden ser directamente instalados en sus nuevas ubicaciones y requieren de un reacondicionamiento. Por un lado, conviene renovar algunos componentes eléctricos y mecánicos. Por otro lado, los códigos de red eléctrica existentes en los distintos países no suelen permitir su conexión a la red, a no ser que éste cumpla con los requisitos de dicho código.  Este cumplimiento de código de red pasa por el uso de equipos de última tecnología en electrónica de potencia como los convertidores de frecuencia de ABB, gracias a los cuales se puede adaptar la potencia generada  e inyectar potencia reactiva para así cumplir el código de red de manera individual y efectiva.

Así pues, hay una creciente demanda del servicio por parte de los revendedores, que adquieren turbinas obsoletas y quieren reacondicionarlas para satisfacer las demandas de los nuevos códigos de red que no existían hace 10 años.

Esto resulta especialmente atractivo en países en los que no es posible obtener la inversión necesaria para crear plantas con equipos nuevos.  En determinadas ocasiones, el operador pretende beneficiarse de una remuneración por suministro (FIT, Feed In Tariff) que ofrezca el mejor retorno de la inversión para instalaciones de 200 a 250 kW. Por ejemplo, una FIT para un agricultor en Irlanda podría remunerar 300 euros por MWh si produce a 250 kW, pero si incrementa la producción hasta 300 kW entonces la FIT se reduciría a menos de 100 euros por MWh.

De ese modo, el reacondicionamiento de turbinas agrega valor, ofrece turbinas asequibles y mejoradas, y proporciona medios para producir electricidad limpia y accesible.

 

 

Foto 1 – Banco de pruebas en el Centro de Excelencia de ABB Wind Retrofit

Foto 2 – Góndola después de la limpieza y reacondicionamiento

Foto 3 – Convertidor de frecuencia eólico regenerativo Full Power

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