Dos sensores de alta precisión para aerogeneradores que ayudan a mejorar su operativa

La prioridad número uno a lo largo de toda la cadena de valor en la industria de energía renovable es reducir el coste por unidad producida de electricidad. Para el sector de la energía eólica, el mejor método para reducir coste por unidad producida de electricidad es emplear sensores de alta precisión para aerogeneradores.

Los sensores de alta precisión para aerogeneradores ofrecen múltiples beneficios cuando se escogen correctamente. Éstos entregan la capacidad de predecir el fallo de una turbina antes de que ocurra. Los sensores de alta precisión para turbinas eólicas generan datos en tiempo real para la toma de decisiones inteligentes para mejorar la operativa del aerogenerador y así reducir el coste por unidad producida de electricidad.

Dos de los sensores de alta precisión para aerogeneradores disponibles en el mercado son:

1) Sensores Eddy Current están especialmente diseñados para la medida sin contacto de desplazamiento, distancia, posición, vibraciones y oscilaciones. Son adecuados cuando se requiere alta precisión en entornos industriales adversos en presión, suciedad y temperatura. Los sensores Eddy Current de Micro-Epsilon ofrecen mediciones extremadamente precisas en que se requiere una precisión submicrónica.

Como características principales ofrecen:

• Alta precisión – Incluso para mediciones dinámicas
• Sensores robustos para entornos industriales adversos
• Ideal para trabajar con fluctuaciones de temperatura
• Sensores personalizados para la automatización y fabricantes de equipos originales (OEMs – Original Equipment Manufacturers)

Algunas de sus aplicaciones es en la medición del espacio de lubricación del eje para garantizar que siempre esté cubierto por una película delgada de aceite que generalmente se aplica bajo presión. Estos sensores de alta precisión para aerogeneradores monitorean de manera confiable la brecha de aceite en continuo, si la brecha llega a ser demasiado grande y excede sus especificaciones, una alerta avisa para la planificación y ejecución de acciones de mantenimiento preventivo antes de que el eje roce en exceso y ocurra una parada.

Otra aplicación de estos sensores es en la medición de la excentricidad entre eje y estator, tanto axial como radialmente, dentro de su alojamiento. Radialmente, esta condición hace que el eje gire descentrado, dando como resultado axial que el eje gire con un ligero ángulo. La capacidad de controlar la excentricidad a lo largo del tiempo permite que las acciones de mantenimiento se realice antes de que ocurra un daño extremo o incluso una falla catastrófica que ocasione una parada que comprometa la disponibilidad y los costes de generación energía.

2) Los acelerómetros son otro tipo de sensor de alta precisión para aerogeneradores que ayudan a mejorar su operativa. Se pueden implementar en la turbina para una monitorización de frecuencia de los cojinetes rotativos. Pueden registrar el perfil de vibración en continuo del rodamiento cuando es nuevo y luego monitorizar este perfil como una función del tiempo para detectar vibraciones. Cuando hay una inconsistencia en el perfil de vibración, el acelerómetro lo notará y retransmitirá las lecturas a un analizador de espectro vibratorio que alertará a los técnicos de que algo anda mal.

El monitoreo de vibraciones y su análisis es un vasto componente de los programas de mantenimiento predictivo en plantas eólicas. Tus máquinas deben contar con sensores de alta precisión, especiales para el monitoreo de vibraciones, que no solo indicquen si la vibración es excesiva, sino que también ayuden a almacenar el análisis, separando la vibración en frecuencias de manera que el fallo pueda ser identificado por un análisis experimental.

¿Qué tipo de acelerómetro es el adecuado para controlar turbinas? Dado que las palas de una turbina se mueven con relativa lentitud, esto crea una vibración de bajo nivel de algunos cientos de hercios. Debido a este nivel de vibración, no necesariamente se necesitará un acelerómetro piezoeléctrico. Con un ancho de banda de hasta 400 Hz, los acelerómetros MEMS son soluciones adecuadas para medir la frecuencia de estos rotores. Estos sensores también son más económicos que la mayoría de los sensores inerciales tradicionales.

Las lecturas de vibraciones se pueden realizar por desplazamiento (mm, plg), velocidad (mm/s, plg/s) y aceleración (g) y por entrada de datos de aceleración de alta frecuencia. Todas las mediciones de vibraciones usadas para identificar posibilidades de fallos permiten un diagnóstico más preciso y puede orientar al equipo de reparaciones en la dirección correcta para completar la reparación. Esto permite disminuir los tiempos de parada por reparación y mejoraría la producción de la planta y el mantenimiento.

En muchos parques de aerogeneradores un alto porcentaje de fallos de las turbinas pueden ser identificados usando simplemente un análisis de espectro de vibración. Una vez que un posible fallo es identificado, sería ideal, el uso de apoyo tecnológico para confirmar el diagnóstico antes de reportarlo.

Desde Mesurex hemos suministrado sensores de alta precisión para aerogeneradoresa muchos grupos de personal técnico de mantenimiento y operación en el sector eólico. Cada sensor tiene diferencias en su aproximación al fallo o cómo y cuándo usarlo.

Invertir en supervisión y tecnología es un imperativo para que cualquier programa de mantenimiento predictivo en aerogeneradores sea exitoso y duradero.

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