Aerogenerador frente a nubes de tormenta

Medición de carga en las palas del rotor Diseño del sensor robusto

Las palas del rotor están sometidas a condiciones medioambientales y esfuerzos extremos. Debido a las palas del rotor cada vez más largas, los requisitos en cuanto a la monitorización también aumentan. La solución de Phoenix Contact monitoriza de forma continua las oscilaciones y las cargas en las palas del rotor. En caso de sobrepasarse los valores límite ajustados se fijan alarmas: las empresas explotadoras están informadas en todo momento sobre el estado de las palas del rotor.

Aplicación

Las palas del rotor son uno de los componentes neurálgicos de un aerogenerador. Sobre todo debido a la tendencia de palas cada vez más largas, la monitorización adquiere cada vez más importancia. Sobre las palas del rotor actúan fuerzas dinámicas muy grandes que a lo largo de la vida útil podrían provocar daños estructurales en la estructura de la pala. La monitorización continua de las cargas y las vibraciones permite detectar los daños en una fase temprana. Con estos datos podrá regular el aerogenerador con optimización de la carga, con lo que se reduce la carga de las palas al mínimo. Los daños se detectan a tiempo y se reparan con poco esfuerzo. Mediante el registro de espectros de carga podrá cubrir modificaciones en la estructura de la pala del rotor a lo largo de toda la vida útil.

Pala del rotor de un aerogenerador en un paisaje verde

Rotor­-Monitoring-System (RM-­S) La solución para el control de carga

El Rotor Monitoring System (RM-S) mide el comportamiento de carga y momentos de flexión en las palas del rotor y aerogeneradores. Para ello, se adhieren extensómetros cerca de la base de la pala en el lado interior de las palas del rotor de un aerogenerador. El elemento central de la solución es un PLCnext Control de Phoenix Contact. El sistema de control se une con los sensores en las palas del rotor mediante módulos Axioline alineados directamente. Para proteger la instalación frente a sobretensiones y descargas de rayo se instalan los correspondientes módulos de protección para los cables del sensor, para la entrada de la antena del router y para la alimentación de potencia. Opcionalmente puede reequipar el sistema con un módem para la comunicación directa. Además de las interfaces del sistema de control puede integrarse una interfaz PROFIBUS o CAN para la conexión de bus interna.

Sensor RM-S

RM-S: Diseño de sensores robusto

Sensores:
Phoenix Contact ha desarrollado sensores especiales que se adaptan a las condiciones especiales del interior de la pala del rotor de un aerogenerador. Estos sensores están construidos de forma tan robusta que se incorporan bien incluso en condiciones adversas y, al mismo tiempo, están bien protegidos contra las influencias externas.
Las señales de los sensores conectados son registradas por el sistema de control. Durante el rápido procesamiento de señales se filtran las magnitudes y se comprueba la plausibilidad. Además, a partir de los valores de medición se determina el momento de flexión mínimo, medio y máximo así como la velocidad del rotor. En caso de sobrepasarse los valores límite ajustados, mediante salidas digitales de libre programación puede fijarse una alarma. Los datos preparados se ponen a disposición del sistema de control superior de forma síncrona a la exploración de señales. Todos los datos brutos pueden guardarse mediante la red en una base de datos Microsoft SQL o en formato CSV en la tarjeta SD o bien en un servidor FTP y ser evaluados por un sistema independiente. Adicionalmente, el sistema RM-S registra los espectros de carga que se producen. La formación del espectro de carga sirve para alojar amplitudes de oscilación durante todo el tiempo de servicio que provocan daños estructurales en las palas del rotor. Estos valores permiten una estimación de la vida útil restante.

Técnico en un aerogenerador

Aptos para un reequipamiento sencillo

Como reequipamiento o para la nueva construcción:
El RM-S puede planificarse directamente en el diseño eléctrico de la instalación o reequiparse en instalaciones existentes. La variante de reequipamiento consta de un armario de control ya configurado que se monta en el buje y que puede integrarse en el sistema de control mediante las interfaces disponibles.

Opcionalmente, los datos pueden transferirse directamente a la empresa explotadora mediante el módem. En el caso de construcciones nuevas, el hardware necesario, como el sistema de control y los módulos de E/S, puede integrarse directamente en los armarios de control pitch del aerogenerador. En este caso, el software se transfiere al sistema de control mediante una tarjeta SD.

Sus ventajas

  • Mantenimiento basado en el estado de palas del rotor mediante detección de daños temprana
  • Menor esfuerzo de las palas gracias a la regulación con optimización de la carga del aerogenerador
  • Servicio fiable mediante componentes robustos, adecuado para las condiciones en aerogeneradores
  • Sistema abierto para una integración óptima en sistemas existentes
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Expertos en aerogeneradores en un paisaje invernal frente a los aerogeneradores