Aumento del 6% en producción anual de energía con alerones de borde de fuga GFRP para palas eólicas

EvoFlap: elemento de flujo retroinstalable para palas de rotor

La start-up de energía eólica evoblade, spin-off del Instituto de Tecnología Aeroespacial (IAT) de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Bremen (Alemania), ha desarrollado un alerón de borde de fuga retroinstalable compuesto para palas de rotor con la ayuda de Deutsche Windtechnik AG (Bremen) y Wirtschaftsförderung Bremen. Los resultados de un estudio de prueba y optimización lado a lado del EvoFlap ahora confirman que instalar el alerón puede mejorar el flujo aerodinámico en la zona de la raíz de la pala, resultando en una mejora de la eficiencia y 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 el Dr.-Ing. Frank Kortenstedde, fundador y CEO de evoblade. "Desarrollando y optimizando un elemento de flujo retroinstalable, queríamos lograr una mejora técnica y económica en las propiedades de sistemas existentes que aproveche los avances en comprensión técnica."

El EvoFlap puede adaptarse a diferentes tipos de palas de rotor. El tipo de turbina NEG Micon NM 82 con potencia nominal de 1,5 megavatios (MW) y longitud de pala de rotor de 40 metros fue seleccionado como sistema base para la optimización. El alerón adicional, compuesto de una construcción sándwich de polímero reforzado con fibra de vidrio (GFRP), tiene una longitud total de 10 metros, dividida en siete segmentos para permitir el montaje directamente en una pala de rotor instalada.

"La pala no tiene que ser retirada del buje para permitir la instalación del EvoFlap, y esto reduce la cantidad de trabajo y costes", enfatiza Frank Kortenstedde. "Además, la estructura de la pala no se daña al pegar los segmentos sobre ella, y el EvoFlap se integra armoniosamente con el diseño de la pala." Para validar la producción anual de energía, la compañía ROMO Wind (Einsiedeln, Suiza) fue comisionada para realizar monitoreo de rendimiento independiente usando tecnología de anemómetro iSpin spinner, que mide la velocidad del viento frente a la turbina para datos directos e inalterados. Además del sistema de prueba, una segunda turbina (adyacente) del mismo tipo fue equipada con tecnología iSpin como sistema de referencia.

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

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

Según evoblade y socios, el EvoFlap teóricamente puede instalarse en todas las turbinas eólicas que tengan un diseño esbelto en la zona de la raíz de la pala. Sin embargo, aunque el elemento de flujo es adecuado como solución de retroinstalación, necesita adaptarse a las características individuales del tipo de pala correspondiente.

"Aunque la retroinstalación de elementos de flujo no siempre es una opción, y el diseño inicial y características de las turbinas dependen de los fabricantes del sistema, seguimos muy contentos de participar y apoyar proyectos de investigación como este que miran 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!"