El impacto de los transitorios en aerogeneradores. Adaptación a estrategias de operación
En los últimos años, el régimen operativo de muchos parques eólicos ha cambiado significativamente. Las demandas de los operadores de red, la participación en mercados secundarios, las restricciones por avifauna o las estrategias de optimización de ingresos están generando un aumento en el número de transitorios (paradas y arranques) de los aerogeneradores.
Lo que en principio puede parecer una simple adaptación operativa tiene, sin embargo, implicaciones estructurales y mecánicas que necesitan cuantificarse de forma adecuada.
Cada parada y cada arranque introducen transitorios dinámicos que no están presentes en operación estable. Durante estas fases, la turbina atraviesa rangos de velocidad crítica, cambios de par, variaciones de cargas y momentos que impactan directamente en componentes como la multiplicadora, el generador, el bastidor, las palas o la cimentación, en cada uno de ellos, de una manera diferente. En determinados modelos de aerogenerador y configuraciones, estos eventos pueden generar niveles de carga superiores a los considerados para algunos componentes, y que requieren un estudio particular para ser capaces de mitigar el riesgo.
En la experiencia de Nabla, el efecto acumulativo de estos transitorios puede ser comparable en algunos componentes, al incremento de daño por fatiga derivado de operar algunas horas adicionales a carga nominal, sobre todo dependiendo de a qué velocidades se estén (o quieran en el futuro) realizando dichos transitorios. Sin embargo, en muchos casos, el número de transitorios se monitoriza únicamente desde el punto de vista operativo, sin integrar su impacto estructural dentro del balance real de vida consumida.
Esto es especialmente relevante para:
- Activos que participan de forma intensiva en mercados de regulación o servicios auxiliares.
- Parques afectados por protocolos de parada por avifauna.
- Flotas con restricciones operativas intermitentes (curtailment).
La cuestión clave es que este efecto no es teórico: es medible.
Mediante el análisis de datos SCADA y registros de eventos, se puede cuantificar el histórico de operación de los aerogeneradores, para evaluar el pasado, y preparar escenarios para el futuro. Tras ese análisis, mediante cálculos con modelos aeroelásticos específicos de cada máquina y su posterior evaluación de acumulación de fatiga, es posible cuantificar el impacto real de los arranques y paradas sobre los principales componentes. En algunos estudios recientes realizados por nuestro equipo, se ha observado que un incremento significativo en el número anual de transitorios a determinadas velocidades, puede alterar la distribución de cargas, modificando el perfil de daño acumulado respecto al escenario normal del parque, sobre todo para ciertos componentes. Cabe enfatizar que normalmente estos escenarios a futuro se realizan en Nabla mediante estudios de sensibilidad utilizando herramientas como el Monte Carlo, para obtener perfiles de riesgo basado en daño en componentes.
El objetivo no se trata necesariamente de evitar estas estrategias operativas (muchas veces son económicamente óptimas), sino de entender su coste estructural y gestionarlo de forma informada y controlada.
En un contexto donde la extensión de vida, la optimización de OPEX y la gestión del riesgo técnico son prioritarias, ignorar el efecto de los transitorios puede llevar a decisiones incompletas. Por el contrario, incorporar su impacto dentro del análisis global del activo permite:
- Ajustar estrategias de operación.
- Refinar estimaciones de vida remanente y con ellos anticipar inspecciones o intervenciones, adecuando el protocolo de mantenimiento de la mano con la operación.
- Negociar con mayor solidez en entornos contractuales o aseguradores.
La transición energética está cambiando no solo cuánto producen los aerogeneradores, sino cómo producen. Y en ese “cómo” se encuentra una parte relevante del riesgo estructural futuro.
La buena noticia es que este riesgo puede modelizarse, cuantificarse y gestionarse. Y hacerlo de manera rigurosa marca la diferencia entre una operación reactiva y una estrategia verdaderamente informada.
Para profundizar en cómo transformar este análisis en decisiones operativas concretas, puedes consultar nuestro programa de mitigación de daños y optimización del O&M, y contactarnos para más información sobre cómo aplicarlos a tu parque eólico.
