La energía eólica producirá en 2030 la cuarta parte de la demanda de electricidad europea, según los objetivos climáticos y energéticos de los estados miembros de la UE, que prevén alcanzar ese año los 320 GW de potencia instalada eólica, según datos de la Asociación Europea de Energía Eólica (Wind Energy Scenarios for 2030). Para lograr este objetivo, en los próximos años se instalarán en toda Europa grandes aerogeneradores de más de 10 MW con palas de hasta 110 m de longitud y velocidades de hasta más de 100 m/s que conformarán grandes parques eólicos de varios cientos de MW, situados tanto en tierra como en el mar. En la práctica puede esperarse que un aerogenerador típico funcione de forma continua 15 años más de los entre 15 y 20 años que se supone su vida útil, por lo que resulta de gran interés alargar este período extra de utilización. El desgaste de las palas, sometidas a los efectos de agentes externos como el cambio en las condiciones atmosféricas y la erosión, es uno de los principales problemas a los que se enfrentan actualmente los operadores de parques eólicos, pues la pérdida de eficiencia de un aerogenerador con palas con bordes erosionados puede llegar a superar el 50% en determinadas condiciones. Por su parte, el coste de reparación de la pala es muy elevado pues requiere desmontar el aerogenerador, transportar la pala, volver a aplicarle una protección adicional y volver a instalarla. Además del coste que supone tener el aerogenerador parado durante el periodo de reparación. El análisis de la erosión de los bordes de ataque de álabes de aerogeneradores ha detectado un aumento dramático tanto en la By 2030, wind power will produce one quarter of European electricity demand, according to the climate and energy objectives of the EU member states, with a forecast 320 GW of installed wind power capacity by that year, in line with data from the EuropeanWind Energy Association (Wind Energy Scenarios for 2030). To achieve this objective, the coming years will see the installation all over Europe of large 10 MW capacity wind turbines or more, with blades up to 110 m long and speeds of more than 100 m/s, comprising huge wind farms of several hundred MW, located both onshore and offshore. In practice a typical wind turbine could be expected to operate continuously for 15 years beyond its useful life of 15 to 20 years, hence the interest in being able to extend this additional utilisation period. The wear of the blades, that are subjected to the effects of external agents such as the change in atmospheric conditions and erosion, is one of the main problems currently facing wind farm operators, given that the loss of efficiency of a wind turbine with blades that have eroded can exceed 50% under certain conditions. Meanwhile, the repair cost of the blade is very high as it involves dismantling the wind turbine, transporting the blade, reapplying an additional protective coating and reinstalling it. And this is in addition to the costs arising from having the wind turbine stopped during the repair period. An analysis of the erosion suffered by the leading edges of wind turbine blades has identified a dramatic increase in both the frequency of occurrence and in the speed at which the front edges erode, producing a very significant effect even before completing the first two years in operation in the case of blades installed at sea or 5 years for onshore applications. To protect wind turbine blades from erosion, they are treated by applying several protective layers of specific products and paints that are particularly resistant to this type of damage. Protecting the leading edge is particularly important, as this is the part of the blade that, being the first component to have contact with the wind, suffers from the greatest wear throughout the blade’s useful life. Taking into account the impact of the rain, hail and other particles on the leading DISEÑO, VALIDACIÓN Y FABRICACIÓN DE UN PROTOTIPO PARA EL DESARROLLO DE UN NUEVO RECUBRIMIENTO PARA EL BORDE DE ATAQUE DE PALAS EÓLICAS El desgaste de las palas de los aerogeneradores es uno de los principales problemas al que se enfrentan fabricantes y empresas energéticas, pues la pérdida de eficiencia, el coste de reparación y el tiempo de inactividad, impactan muy negativamente en el coste normalizado de la energía. El borde de ataque es la zona que mayor desgaste sufre durante la vida útil de la pala, por lo que es preciso ofrecer soluciones para su protección. En esta línea, las empresas UBE Corporation Europe y QMC Tecnología Química, junto con el Clúster de Energía de la Comunidad Valenciana, han llevado a cabo un innovador proyecto para desarrollar un sistema que permita reproducir las condiciones reales de funcionamiento de una pala de aerogenerador, lo que permitirá evaluar los efectos de la erosión en el borde de ataque de la pala. Gracias a ello se mejorarán las condiciones de funcionamiento de los aerogeneradores, aumentando su eficiencia y durabilidad. DESIGN, VALIDATION AND MANUFACTURE OF A PROTOTYPE FOR THE DEVELOPMENT OF A NEW COATING FOR THE LEADING EDGE OF TURBINE BLADES Wind turbine blade wear is one of the main problems facing manufacturers and energy companies, as the loss of efficiency, repair costs and downtime have a very negative impact on the levelised cost of energy. The leading edge is the area that suffers the most wear during the useful life of the blade, which is why solutions have to be found that protect it. As such, UBE Corporation Europe and QMC Tecnología Química, together with the Valencia Energy Cluster, have undertaken an innovative project to develop a system that can reproduce the real operating conditions of a wind turbine blade in order to assess the effects of erosion on the blade’s leading edge. Thanks to this, the operating conditions of wind turbines will improve, increasing their efficiency and durability. FuturEnergy | Junio June 2016 www.futurenergyweb.es 93 Eólica. I+D | Wind Power. R&D
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