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TÜV SÜD IBERIA S.A.U.| ANALIZA LA EXTENSIÓN DE VIDA DE TUS AEROGENERADORES
Evita riesgos: Analiza la extensiónde vida de tus aerogeneradores.
Ponente: David Torres Rodríguez
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TÜV SÜD de un vistazo
2TÜV SÜD IBERIA S.A.U.| ANALIZA LA EXTENSIÓN DE VIDA DE TUS AEROGENERADORES
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Evita riesgos: Analiza la extension de vida detus aerogeneradores
321-05-2020
Inspección de los componentes implicados4
Análisis de cargas estructurales3
Estudio de los datos de viento y operacionales2
Presentación general del estudio1
Conclusiones5
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§ Opciones después de vida útil.
Presentación general del estudio
421-05-2020TÜV SÜD IBERIA S.A.U.| ANALIZA LA EXTENSIÓN DE VIDA DE TUS AEROGENERADORES
Repotenciación Extensión de vidaDesmantelamiento
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§ Análisis de extensión de vida
Presentación general del estudio
521-05-2020TÜV SÜD IBERIA S.A.U.| ANALIZA LA EXTENSIÓN DE VIDA DE TUS AEROGENERADORES
Estudio de losdatos de viento
yoperacionales
Análisis decargas
estructurales
ParteAnalítica
Inspección
DocumentaciónO&M
PartePráctica
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Evita riesgos: Analiza la extension de vida detus aerogeneradores
621-05-2020
Inspección de los componentes implicados4
Análisis de cargas estructurales3
Estudio de los datos de viento y operacionales2
Presentación general del estudio1
Conclusiones5
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Estudio de los datos de viento y operacionales
721-05-2020TÜV SÜD IBERIA S.A.U.| ANALIZA LA EXTENSIÓN DE VIDA DE TUS AEROGENERADORES
Recepciónde datos Topografía Análisis de velocidades Estudios a largo plazo
§ Brutos§ Tratados
§ Orografía§ Rugosidad§ Complejidad
§ Aerogeneradores§ Torres Meteorológicas§ Incertidumbres
§ Torres de referencia§ Reanálisis
§ Datos de viento
Modelización
§ Periodo de referencia
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Estudio de los datos de viento y operacionales
821-05-2020TÜV SÜD IBERIA S.A.U.| ANALIZA LA EXTENSIÓN DE VIDA DE TUS AEROGENERADORES
§ Datos de viento
¿Qué datos soncruciales para miestudio de cargas
estructurales de fatiga?
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Estudio de los datos de viento y operacionales
921-05-2020TÜV SÜD IBERIA S.A.U.| ANALIZA LA EXTENSIÓN DE VIDA DE TUS AEROGENERADORES
§ Datos de viento
Intensidad de turbulencia efectivaFluctuación a pequeña escala de lavelocidad del viento.
Gran influencia en las cargasaerodinámicas
=̅
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Estudio de los datos de viento y operacionales
1021-05-2020TÜV SÜD IBERIA S.A.U.| ANALIZA LA EXTENSIÓN DE VIDA DE TUS AEROGENERADORES
§ Datos de viento
§ Tipo de terreno y superficies alrededor
§ Obstáculos
§ Otras turbinas
§ Turbulencias ambientales + Estelas
Factores influyentes en ITeff
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Estudio de los datos de viento y operacionales
1121-05-2020TÜV SÜD IBERIA S.A.U.| ANALIZA LA EXTENSIÓN DE VIDA DE TUS AEROGENERADORES
§ Datos de viento
Curva de Weibull a altura de bujeMayores velocidades significamayores cargas de fatiga.
Gran influencia en las cargasaerodinámicas
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Estudio de los datos de viento y operacionales
1221-05-2020TÜV SÜD IBERIA S.A.U.| ANALIZA LA EXTENSIÓN DE VIDA DE TUS AEROGENERADORES
§ Datos de viento
Ángulo del flujo horizontalDepende del terrenoalrededor.
Perfil verticalDepende del terreno ycondiciones climatológicas.
Menor influencia en las cargasaerodinámicas
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§ Datos de viento
Estudio de los datos de viento y operacionales
1321-05-2020TÜV SÜD IBERIA S.A.U.| ANALIZA LA EXTENSIÓN DE VIDA DE TUS AEROGENERADORES
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§ Datos operacionales
Estudio de los datos de viento y operacionales
1421-05-2020TÜV SÜD IBERIA S.A.U.| ANALIZA LA EXTENSIÓN DE VIDA DE TUS AEROGENERADORES
Datos de SCADA
§ Ciclos de vida de loscomponentes.§ Disponibilidades.§ Número y tipo de paradas.§ Curva de potencia.§ Velocidad de generador.§ Pitch de palas.§ Análisis del Yaw.
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§ Datos operacionales
Estudio de los datos de viento y operacionales
1521-05-2020TÜV SÜD IBERIA S.A.U.| ANALIZA LA EXTENSIÓN DE VIDA DE TUS AEROGENERADORES
¿Cómo es la influencia delas cargas transitorias en
comparación con las seriestemporales de producción?
§ Estas cargas pueden ser pérdidas de red,periodos de hielo en palas o paradas deemergencia.
§ Dependiendo de la guía de diseño, sedefine un número un periodo de tiempode cargas transitorias en el cálculo decargas.
§ El hielo puede tener una influenciaconsiderable.
§ Paradas de emergencia y pérdidas de redsin influencia significativa dependiendodel número.
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Evita riesgos: Analiza la extension de vida detus aerogeneradores
1621-05-2020
Inspección de los componentes implicados4
Análisis de cargas estructurales3
Estudio de los datos de viento y operacionales2
Presentación general del estudio1
Conclusiones5
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§ Proceso
Análisis de cargas estructurales
1721-05-2020TÜV SÜD IBERIA S.A.U.| ANALIZA LA EXTENSIÓN DE VIDA DE TUS AEROGENERADORES
Comparación de cargasVida útil teórica Medidas adicionales
Cálculo de cargasCondiciones del sitio Condiciones de diseño
Preparación de los datosCondiciones de viento Clustering
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§ Modelo específico vs Modelo genérico
Análisis de cargas estructurales
1821-05-2020TÜV SÜD IBERIA S.A.U.| ANALIZA LA EXTENSIÓN DE VIDA DE TUS AEROGENERADORES
• Modelo específico puede serusado para los cálculos decargas.
• La comparación de cargaspuede realizarse con extensióncompleta.
Caso 1: datosy derecho a
usarlos
• Modelo genérico tiene que serusado para los cálculos decargas.
• La comparación de cargas estálimitada en algunos aspectos.
Caso 2: sindatos o sinderecho a
usarlos
Torre y cimentación
Maquinaria y estructuras
Palas
Controlador
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§ Componentes
Análisis de cargas estructurales
1921-05-2020TÜV SÜD IBERIA S.A.U.| ANALIZA LA EXTENSIÓN DE VIDA DE TUS AEROGENERADORES
• Palas• Rodamientos del rotor• Conexiones con pernos• Tren de potencia• Bastidor• Rodamiento Yaw• Torre• Cimentación• Control + sistema de seguridad
Críticos para la integridad estructural
• Multiplicadora• Actuadores Pitch• Actuadores Yaw• Generador
Posibles componentes adicionales
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§ Componentes
Análisis de cargas estructurales
2021-05-2020TÜV SÜD IBERIA S.A.U.| ANALIZA LA EXTENSIÓN DE VIDA DE TUS AEROGENERADORES
• Se simulan fuerzas y momentos en diferentesdirecciones en cada componente.
• La mayoría de casos son momentos de flexión en unadirección pero otros componentes tienen tambiénmomentos de torsión.
¿Qué tipo de sensores para carga defatiga son tenidos en cuenta en el diseño?
• El límite de resistencia de ciertos materiales contra lacarga cíclica en dependencia del nivel de carga estádescrito por la llamada curva de Wöhler o S/N(pendiente de Wöhler m)
Cargas equivalentes al daño y la pendienteWöhler
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§ Cálculo de las cargas de fatiga
Análisis de cargas estructurales
2121-05-2020TÜV SÜD IBERIA S.A.U.| ANALIZA LA EXTENSIÓN DE VIDA DE TUS AEROGENERADORES
Acorde al diseño Acorde al emplazamiento
Simulación de lasseries temporales
Ponderación segúncurva Weibull
ClasificaciónRainflow, conjunto decargas DEL
Vida útil
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Evita riesgos: Analiza la extension de vida detus aerogeneradores
2221-05-2020
Inspección de los componentes implicados4
Análisis de cargas estructurales3
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Conclusiones5
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§ Inspecciones
Inspección de los componentes implicados
2321-05-2020TÜV SÜD IBERIA S.A.U.| ANALIZA LA EXTENSIÓN DE VIDA DE TUS AEROGENERADORES
§ Visuales: palas, pernos, bastidor,soldaduras, cimentación, cableados, trende potencia, …
§ Específicas con videoendoscopia,termografía, análisis de aceites/grasas, …
§ Específicas con NDT ( US, PL, MP,desplazamientos torre-cimentación, …)
§ Documentación O&M.
¿Repuesto nuevo oreparado?
¿Procedimiento delcambio de
componente?
¿Procedimiento delos
mantenimientos?
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Evita riesgos: Analiza la extension de vida detus aerogeneradores
2421-05-2020
Inspección de los componentes implicados4
Análisis de cargas estructurales3
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Conclusiones5
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§Un alto porcentaje de los aerogeneradores pueden seguirutilizándose tras expirar su período de vida útil.§El análisis permite también a los operadores una gestión
de los activos adaptada, no solamente para el momento deextensión de vida.§Gestión enfocada a los riesgos de seguridad y financieros.
Conclusiones
2521-05-2020TÜV SÜD IBERIA S.A.U.| ANALIZA LA EXTENSIÓN DE VIDA DE TUS AEROGENERADORES
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¡Muchas gracias porla atención!
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David Torres Rodríguez
Wind Energy Manager
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