Ingeteam desarrolla una nueva arquitectura de convertidores para aerogeneradores marinos basada en un estudio exhaustivo de optimización del LCoE
Ingeteam ha anunciado que un reciente estudio interno de I+D le ha posibilitado elaborar diseños óptimos de conversión de energía eléctrica para aerogeneradores marinos de hasta 15 MW. La investigación, que ha tenido en cuenta el complejo conjunto de parámetros implicados en el LCoE (Coste Nivelado de la Energía, por sus siglas en inglés), ha permitido a la empresa desarrollar un convertidor de potencia de media tensión basado en la paralelización de varias líneas de conversión (producto base) que modularmente pueden alcanzar un rango de potencia de hasta 15 MW. Ingeteam afirma que su nuevo diseño es la solución ideal para facilitar la escalabilidad de los aerogeneradores marinos y presentará su convertidor y la investigación subyacente en el desarrollo del mismo en la Global Wind Summit en Hamburgo.
El estudio de I+D de Ingeteam evaluó la compleja relación entre el coste de la etapa de conversión de energía y sus métricas de fiabilidad y mantenimiento (MTBF y MTTR, respectivamente[1]) para determinar la arquitectura de conversión que posibilita el LCoE más bajo. Según los resultados del estudio, Ingeteam concluyó que la solución óptima para el mercado eólico marino es un convertidor de potencia de media tensión basado en la paralelización de varias líneas de conversión (producto base) que modularmente puedan alcanzar un rango de potencia de hasta 15 MW. Esta arquitectura de conversión de energía diseñada por Ingeteam ofrece la mejor relación inversión/disponibilidad gracias a su fiabilidad, funcionamiento eficiente y un mantenimiento simplificado.
«Con los actuales avances en tecnología, así como con el progreso esperado en integración de ingeniería y materiales, creemos que los aerogeneradores offshore seguirán aumentando rápidamente su potencia nominal. Por lo tanto, hemos desarrollado un robusto convertidor de potencia de media tensión centrándonos en un mercado que exige bajos costes nivelados de energía (LCoE), sin comprometer la calidad o el rendimiento en plataformas de aerogeneradores en constante ampliación«, declara Ana Goyen, directora de Ingeteam Wind Energy.
El nuevo producto base de Ingeteam es capaz de alcanzar un rango de potencia de hasta 15 MW y se ha diseñado teniendo en cuenta la modularidad del sistema como característica clave. Así pues, permite múltiples soluciones dependiendo de los requisitos del cliente con respecto a la integración en el aerogenerador. El diseño del convertidor ofrece un fácil mantenimiento con acceso frontal y componentes principales extraíbles manualmente que contribuyen directamente a minimizar el OPEX (gastos de operación) del aerogenerador.
Este convertidor de media tensión se ha diseñado especialmente para el mercado eólico marino con una envolvente completamente cerrada y un sistema de refrigeración líquida que garantiza el funcionamiento seguro del convertidor, incluso en las condiciones más extremas. Con eficiencias superiores al 98 % en condiciones de funcionamiento nominales, la solución propuesta contribuye significativamente a minimizar las pérdidas de producción del aerogenerador.
Ingeteam ha desarrollado exclusivos algoritmos de control de sus convertidores para garantizar el cumplimiento de los códigos de red más exigentes, tales como el alemán EON-2006 y el indio CERC-CEA. Además, Ingeteam cumple con los requisitos de calidad de energía específicos de cada país aplicando estrategias avanzadas de modulación. La solución del convertidor de media tensión de Ingeteam es capaz de controlar el par de torsión de diferentes tipos de generadores (IG, PMG o EESG – de inducción, imanes permanentes o excitados síncronos, por sus siglas en inglés) con una dinámica de gran rendimiento, pero siempre observando los límites de los bobinados y cojinetes. Finalmente, los algoritmos de control se pueden adaptar para optimizar la calidad de energía vertida a la red según diferentes configuraciones de filtros, generador y transformador.
[1] Su disponibilidad depende de dos métricas: el tiempo promedio entre fallas (MTBF) y el tiempo promedio entre reparaciones (MTTR). Las ventajas de este sistema son valores más altos de MTBF y valores más bajos de MTTR. Sin embargo, también existe una relación directa con los costes, ya que una inversión mayor permite contar con mejores materiales o incluso la adición de redundancias, herramientas más sofisticadas y programas de mantenimiento óptimos.
