Los spoilers de borde de salida de GFRP para palas de rotor logran un aumento de AEP del 6%

La empresa de energía eólica evoblade, una empresa derivada del Instituto de Tecnología Aeroespacial (IAT) de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Bremen (Alemania), ha desarrollado un spoiler de borde de salida de material compuesto reequipable para palas de rotor con la ayuda de Deutsche Windtechnik. AG (Bremen) y Wirtschaftsförderung Bremen. Los resultados de un estudio de optimización y pruebas en paralelo del EvoFlap ahora confirman que la instalación del spoiler puede mejorar el flujo aerodinámico en el área de la raíz de la pala, lo que mejora la eficiencia y el rendimiento del sistema de turbina eólica.

“Las palas de rotor tienen un impacto significativo en el rendimiento técnico y económico de una turbina eólica”, dice Dr.-Ing. Frank Kortenstedde, fundador y director ejecutivo de evoblade. “Al desarrollar y optimizar un elemento de flujo adaptable, queríamos lograr una mejora técnica y económica en las propiedades de los sistemas existentes que aproveche los avances en el conocimiento técnico”.

El EvoFlap se puede adaptar a diferentes tipos de palas de rotor. Se seleccionó como sistema básico para la optimización el tipo de turbina NEG Micon NM 82 con una potencia nominal de 1,5 megavatios (MW) y una longitud de pala de rotor de 40 metros. El spoiler adicional, compuesto por una construcción sándwich de polímero reforzado con fibra de vidrio compuesta (GFRP), tiene una longitud total de 10 metros, que se divide en siete segmentos para permitir el montaje directamente en una pala de rotor instalada.

“No es necesario quitar la hoja del cubo para permitir la instalación de EvoFlap, y esto reduce la cantidad de trabajo y los costos”, enfatiza Frank Kortenstedde. "Además, la estructura de la hoja no se daña al pegar los segmentos en ella, y el EvoFlap se mezcla armoniosamente con el diseño de la hoja". Para validar la producción anual de energía, se encargó a la empresa ROMO Wind (Einsiedeln, Suiza) que llevara a cabo un seguimiento independiente del rendimiento utilizando la tecnología de anemómetro giratorio iSpin, que mide la velocidad del viento delante de la turbina para obtener datos directos y sin perturbaciones. Además del sistema de prueba, se equipó una segunda turbina (adyacente) del mismo tipo con tecnología iSpin como sistema de referencia.

Los resultados del estudio paralelo, que se llevó a cabo desde agosto de 2015 hasta marzo de 2019, confirmaron el aumento en la producción anual de energía (AEP), que se predijo utilizando datos simulados. Los resultados recientes también muestran un aumento del 6% en AEP con una velocidad del viento anual promedio de 7 metros por segundo. Además de aumentar el rendimiento, se demostró que EvoFlap también aumenta la resistencia a la torsión y a la flexión de la pala del rotor, lo que mejora la vida útil general de la pala.

“Dependiendo de la vida útil de EvoFlap, se puede lograr una posible extensión de 1,2 a 2,6 años más allá de la vida útil máxima de 20 años”, explica Frank Kortenstedde. “Se ha logrado un nivel muy alto de transferencia de tecnología. La modernización de elementos de flujo a gran escala es actualmente la excepción absoluta. Sin embargo, este proyecto de investigación muestra importantes efectos positivos potenciales ".

Según evoblade y sus socios, EvoFlap teóricamente se puede instalar en todas las turbinas eólicas que tienen un diseño delgado en el área de la raíz de la pala. Sin embargo, aunque el elemento de flujo es adecuado como solución de actualización, debe adaptarse a las características individuales del tipo de hoja correspondiente.

"Aunque la modernización de los elementos de flujo no siempre es una opción, y el diseño inicial y las características de las turbinas dependen de los fabricantes del sistema, estamos muy contentos de participar y apoyar proyectos de investigación como este que analizan las tecnologías del futuro". añade Matthias Brandt, director de Deutsche Windtechnik AG. "¡Los resultados van en la dirección correcta y están ayudando a toda la industria!"