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Palas

Los diseños de las palas cumplen con los lineamientos de las normas internacionales GL, DNV e IEC.

El diseño aerodinámico determina la geometría básica (distribución y torsión de perfiles aerodinámicos), optimizando el coeficiente de potencia de la pala. También se realizan optimizaciones con herramientas de CFD (Computacional Fluid Dynamic) en raíz y puntera de pala.

El diseño estructural comprende el diseño del cuerpo de la pala y carenados para distintas condiciones de viento o sitios. Uno de los mayores retos es conseguir dar a la pala rigidez y bajo peso a la misma vez. Además verifica el correcto desempeño estructural de las palas en servicio. Confecciona los planos de fabricación y ensayos de resistencia estática y dinámica en distintas escalas.

Fabricación: Con el soporte de Ingeniería de Fabricación se elaboran palas y carenados mediante el proceso VIP (Vacuum Infusion Process).

También lleva a cabo las siguientes tareas:

  • Diseño y fabricación de utilajes
  • Confección de kit de armados de palas
  • Gestión de planta a través de SAP
  • Metodología de trabajo Kaisen (Optimización de Procesos Continuos)

Análisis de resistencia de la pala


Carenado dinámico

Torre

La torre es la estructura que soporta al generador eólico, permitiendo elevar el rotor hasta una altura óptima para capturar vientos de mayor velocidad. En su interior admite los módulos de equipo electrónico necesario para acondicionar la energía eléctrica generada.

Su diseño modular facilita el traslado del aerogenerador desde la fábrica hasta el montaje definitivo en el parque eólico.

El desafío de su diseño comprende asegurar su resistencia ante las exigentes y cambiantes demandas a las que se lo somete, la verificación de su comportamiento oscilatorio y su estabilidad ante sobreesfuerzos por eventuales fallas.

Para el diseño de la torre ante los posibles casos extremos de carga, IMPSA Wind realiza análisis estructurales mediante programas avanzados de elementos finitos, siguiendo las directivas de los entes internacionales de certificación de aerogeneradores.


Torres de IMPSA Wind

Generador

El generador eólico del UNIPOWER es un diseño síncrono, con excitación de imanes permanentes, conducido directamente desde la turbina (sin caja de engranajes), por lo que su velocidad de rotación es variable. Los parámetros eléctricos, también variables con la velocidad, son transformados a los parámetros de red por un convertidor IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor = Transistor Bipolar de Puerta Aislada). En particular, su diseño mecánico, integra sobre la estructura del rotor del generador, los alabes (palas) de la turbina. El rotor, sobre el que se montan los polos, es exterior al estator.


Góndola

La góndola es la estructura que sirve de soporte e interface de conexión entre el rotor y la torre. En ella se alojan los equipos necesarios para el control del generador y la alineación del rotor en la dirección del viento.

El desarrollo del sistema UNIPOWER permite prescindir de la caja multiplicadora, lo que resulta en un incremento de la confiabilidad de la máquina y una reducción de los costos de infraestructura, mantenimiento y montaje.

Su diseño compacto permite montar la máquina en sólo cuatro pasos principales:

  • Preparación de la fundación de hormigón donde anclar la torre
  • Montar los tramos de torre sobre la fundación
  • Instalar la góndola sobre el extremo de la torre
  • Acoplar el rotor con todas las palas y el generador tipo UNIPOWER a la góndola

Sistemas de Control

El avanzado Sistema de Control de IMPSA asegura la operación segura y confiable de la turbina eólica, controlando la velocidad de la unidad generadora y la potencia entregada al sistema eléctrico.

La unidad de control utiliza sensores para recibir información de las condiciones externas (velocidad del viento, dirección) y todos los parámetros operativos del aerogenerador (potencia, velocidad del rotor, posición de las palas, etc).

Cierta carga definida y por encima de la capacidad nominal de potencia es alcanzada por medio del control de paso de palas. El control de pitch ha sido diseñado para reaccionar antes que la velocidad del rotor alcance niveles comprometidos, sobre todo ante posibles ráfagas de viento.

SISTEMA PITCH Y SISTEMAS DE FRENO

El sistema de control de paso (Pitch) permite controlar cada pala independientemente. Esto provee al aerogenerador de control de potencia y freno aerodinámico impidiendo la sobrecarga del generador y el sistema conversor. El controlador monitorea la potencia de salida, ángulos de control de paso y condiciones de viento así como la operación de velocidad variable para asegurar un rendimiento óptimo.

SISTEMA DE YAW

El sistema de Yaw alinea la góndola con la dirección del viento, determinada con una veleta instalada sobre el carenado. Estos datos del viento proveen la base para los movimientos del Yaw, el cual es realizado mediante motores eléctricos ubicados sobre los dientes del rodamiento de Yaw, que vincula la torre y la base de la góndola.

CONVERTIDOR DE FRECUENCIA

El conversor de frecuencia utilizado tiene la característica de ser de cuatro cuadrantes. Esto permite, mediante la utilización de IGBTs, direccionar el flujo de energía a conveniencia, es decir, utilizar la máquina como motor o generador en cualquier sentido de giro y en un rango variable de velocidad.

Convertidor-de-freq.jpg

El corazón del convertidor lo conforma el doble puente IGBT, los cuales se encuentran ubicados en un mismo panel. El puente lado GENERADOR convierte una tensión trifásica alterna, de amplitud y frecuencia variable, en una tensión continua constante. El puente lado RED se encarga de convertir esta tensión continua en una tensión alterna trifásica, de amplitud y frecuencia constante (exactamente igual al de la red eléctrica en donde se conecta la unidad).

Mediante la utilización de procesadores digitales de señales (DSPs) se realiza control vectorial en ambos puentes (técnica SVPWM: Space Vector PWM). Los algoritmos de control implementados producen un aprovechamiento óptimo tanto del generador como de la turbina.

El monitoreo externo del rendimiento de la operación del aerogenerador es posible mediante una conexión a internet. Todos los datos de operación y condiciones de la turbina pueden ser calculados y almacenados.


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