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GE agarra turbinas eólicas sin engranajes
Con una nueva compra, DAR está apostando por una tecnología de turbinas en etapa inicial que podría hacer que los parques eólicos marinos sean más baratos de mantener. La adquisición de ScanWind , con sede en Trondheim, Noruega, también ha asegurado a GE un punto de apoyo en el creciente mercado de la energía eólica marina.
Una velocidad: ScanWind ha estado probando aerogeneradores sin engranajes de 3,5 megavatios en la costa noruega desde 2003.
En lugar de cajas de cambios, ScanWind utiliza una novedosa tecnología de generador de accionamiento directo en sus turbinas de 3,5 megavatios. Esto hace que las turbinas sean más confiables, dice la compañía, al reducir el tiempo de inactividad y los costos de reparación, una consideración especialmente importante para las turbinas en alta mar, donde es más costoso enviar técnicos para el mantenimiento. ScanWind ha estado probando las turbinas en la costa noruega desde 2003.
GE, con sede en Fairfield, CT, es el segundo mayor fabricante mundial de turbinas eólicas, con más de 12.000 turbinas instaladas en todo el mundo. Pero la cartera de energía eólica marina de GE ha sido mínima hasta ahora, y la compañía quiere expandir sus ofertas en alta mar. Al adquirir ScanWind, transferir su experiencia y comprensión de la energía eólica terrestre y agregar tecnologías como el monitoreo y la detección remotos, GE espera poder fabricar un producto eólico marino sólido y rentable.
En las turbinas eólicas convencionales, las palas hacen girar un eje que está conectado a través de una caja de cambios al generador. La caja de engranajes convierte la velocidad de giro de las palas (de 15 a 20 rotaciones por minuto para una turbina grande de un megavatio) en las 1.800 rotaciones por minuto más rápidas que el generador necesita para generar electricidad. Las turbinas eólicas son muy diferentes a cualquier otra aplicación de caja de cambios, dice Sandy Butterfield, ingeniero jefe del programa eólico en el Laboratorio Nacional de Energías Renovables en Golden, CO. Está pasando de una velocidad muy baja a una velocidad alta. Normalmente es lo contrario.
Las múltiples ruedas y cojinetes de una caja de engranajes de turbina eólica sufren un estrés tremendo debido a la turbulencia del viento, y un pequeño defecto en cualquiera de los componentes puede hacer que la turbina se detenga. Esto hace que la caja de cambios sea la parte de una turbina que requiere más mantenimiento. Las cajas de engranajes de las turbinas marinas, que se enfrentan a velocidades de viento más altas, son incluso más vulnerables que las de las turbinas terrestres. Butterfield está liderando un estudio de confiabilidad de la caja de engranajes con los fabricantes de turbinas para identificar debilidades de diseño que podrían evitarse.
El diseño de la turbina de ScanWind elimina completamente la caja de cambios. En cambio, el eje del rotor está conectado directamente al generador, que gira a la misma velocidad que las palas.
En un generador de turbina, los imanes giran alrededor de una bobina para producir corriente; cuanto más rápido giran los imanes, más corriente se induce en la bobina. Para compensar la velocidad de giro más lenta de un generador de transmisión directa, se aumenta el radio de rotación, aumentando efectivamente la velocidad con la que los imanes se mueven alrededor de la bobina.
Viento del norte: ScanWind ha instalado turbinas a lo largo de la costa noruega.
Eliminar la caja de engranajes de la turbina eólica [elimina] la parte técnicamente más complicada de la máquina, lo que mejora inherentemente la confiabilidad, dice Henrik Stiesdal , director de tecnología de Siemens AG . Además, si se utiliza un imán permanente en el generador, como es el caso de las turbinas más nuevas, la eficiencia aumenta aún más. Eso se debe a que, a diferencia de los generadores electromagnéticos actuales, los imanes permanentes no necesitan energía.
Los generadores de accionamiento directo cuestan actualmente más que los sistemas de engranajes y son entre un 15 y un 20 por ciento más pesados. Aún así, la decisión de GE de comprar ScanWind es inteligente, dice Butterfield. Las máquinas costa afuera son tan caras en términos de mantenimiento que algunas personas piensan que la compensación se inclina a favor de los generadores de transmisión directa, dice. Soy optimista de que existe tecnología que va a ayudar a que los generadores de transmisión directa estén a la par con el peso y el costo de los sistemas de engranajes.
Siemens ciertamente cree que sí. El líder en energía eólica marina ha estado probando dos turbinas de propulsión directa de prueba de concepto de 3.6 megavatios cerca de Dinamarca durante más de un año. Stiesdal dice que la tecnología ha demostrado funcionar tan bien como las cajas de cambios en términos de potencia, vibraciones, temperatura, ruido y confiabilidad. Ahora es cuestión de reducir su costo.
Mientras tanto, GE espera tener un producto listo para el mercado a fines de 2012. Inicialmente, apunta al mercado europeo porque casi la totalidad de los 1.473 megavatios de energía eólica marina actualmente disponibles provienen de instalaciones a lo largo de las costas europeas. Según los analistas de la industria, esta capacidad debe alcanzar los 30.000 megavatios para 2020 si la Unión Europea quiere cumplir sus objetivos de energía renovable. Una de las razones para elegir ScanWind, dice GE, es la presencia de la empresa en los países nórdicos, que, junto con el Reino Unido y Alemania, son los lugares más brillantes para la energía eólica marina.