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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

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

§ 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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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

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?

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

=̅

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

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

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

§ 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

§ 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.

§ 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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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

§ 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

§ 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

§ 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

§ 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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2221-05-2020

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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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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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§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

¡Muchas gracias porla atención!

21-05-2020TÜV SÜD IBERIA S.A.U.| ANALIZA LA EXTENSIÓN DE VIDA DE TUS AEROGENERADORES

David Torres Rodríguez

Wind Energy Manager

david.torres@tuv-sud.es

www.tuv-sud.es/energia