Implementación de un prototipo de generación eólica para el desarrollo de técnicas de seguimiento de estado en el diagnóstico de fallos

Abstract

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[ES] Las energías renovables se han constituido en los últimos años como una fuente de energía en expansión, aumentando en gran medida la aportación de estas energías limpias a la producción de energía, tanto a nivel nacional como mundial. El cambio climático, el aumento de las necesidades de consumo y la evolución y mejora de los componentes de producción han contribuido al desarrollo de los sistemas de generación eléctrica, en especial generadores eólicos. Sin embargo, estos sistemas deben mejorar sus características de funcionamiento y eficiencia para lograr un aumento de la rentabilidad que les permita competir en igualdad de condiciones con otras fuentes de energía no renovables. Las mejoras de estos sistemas se pueden lograr a través de la experiencia obtenida del trabajo continuo con las máquinas, perfeccionando los sistemas de gestión y mantenimiento, pero también a través de la colaboración de empresas y proyectos de investigación. El presente proyecto consiste en la creación de un prototipo de aerogenerador eólico, basándose para ello en los sistemas reales y las técnicas que se emplean para el estudio de características y mejora de funcionamiento a partir de la reducción de fallos. Para este desarrollo se realiza un estudio exhaustivo de los aerogeneradores de alta potencia y sus componentes, así como de las técnicas de seguimiento de estado y diagnóstico de fallos que se utilizan actualmente para estos sistemas. La implementación de sistemas de diagnóstico se basa en el estudio de los componentes y su comportamiento ante las diversas etapas de funcionamiento normal y fallos estudiados. De este modo se consigue parametrizar las señales obtenidas de cada componente y asociarlas a los diversos fallos que se pueden predecir, logrando una detección inmediata del componente averiado. Por otro lado, las técnicas de seguimiento de estado se emplean adquiriendo de forma continuada señales en cada parámetro y analizar su estado y evolución temporal, con el objetivo de realizar una detección precoz de los posibles fallos y disponer de tiempo suficiente para reemplazar los componentes, optimizando de este modo los costes de sistemas de mantenimiento. El banco de pruebas que se presenta ha sido construido específicamente para el desarrollo de estas técnicas de seguimiento y diagnóstico, manteniendo en todo momento la premisa de similitud con aerogeneradores reales. De este modo, se han analizado los sistemas existentes y las necesidades del proyecto, determinado las especificaciones que debía cumplir la máquina diseñada y se han seleccionado los componentes y el sistema de adquisición más idóneos para el sistema.