Este prototipo es el primero del mundo pensado para ser utilizado en
aerogeneradores estándar de mediana potencia. Los materiales
superconductores simplifican el sistema, y lo hacen más fiable y
eficiente. Es un proyecto de investigadores del CSIC y la empresa Gamesa.
Los superconductores son materiales sin resistencia eléctrica (por lo
que pueden conducir electricidad sin pérdidas). También en el campo de
la generación de energía son prometedores: el uso de imanes basados en
bobinas superconductoras en generadores eléctricos disminuye su peso y
dimensiones, así como las pérdidas por calentamiento.
Avanzar en este campo es lo que se persigue con el proyecto desarrollado
por Gamesa Innovation and Technology, empresa española líder en el campo
de la energía eólica, junto al Instituto de Ciencia de Materiales de
Barcelona del CSIC y el Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón,
centro mixto del CSIC y de la Universidad de Zaragoza.
El proyecto, que ha sido parcialmente financiado por el Ministerio de
Innovación y Competitividad (Retos Colaboración RTC-2014-1740-3), ha
finalizado con éxito la primera fase de desarrollo con un primer
prototipo de generador eléctrico superconductor de mediana velocidad
para ser utilizado de forma directa en molinos eólicos convencionales de
potencia intermedia (de la clase 2 Megawatios).
Se trata de un generador más ligero que puede obtener la misma potencia
o más que los generadores convencionales con menor velocidad de rotación
(un tercio de la habitual). Además, es más ligero que un generador
convencional, por lo que el multiplicador (el conjunto de engranajes que
transmite y multiplica el movimiento de las palas al generador) no debe
hacer tanto esfuerzo para moverlo. Eso permite reducir el peso del
conjunto, así como el número de engranajes del multiplicador, lo que
simplifica y aligera la estructura del conjunto mecánico general.
Es un generador más ligero que obtiene la misma potencia o más que los
generadores convencionales con menor velocidad de rotación.
Este es un punto crítico de los aerogeneradores, según explican los
científicos del proyecto. Los engranajes del multiplicador deben
resistir un gran esfuerzo mecánico. Si se reduce la velocidad de
rotación se reduce el número de engranajes necesarios, se aligera el
peso y, el resultado es un menor esfuerzo mecánico y menor inercia. Se
reduce el riesgo de paradas por averías y el mantenimiento es menos
complejo.
Vista parcial del generador superconductor, en la fase de pruebas en
laboratorio.
El generador eléctrico superconductor, además, no incorpora hierro en su
circuito magnético y usa mucho menos cobre que los convencionales, lo
que da lugar a una mayor eficiencia y a menor disipación de energía en
forma de calor, lo que a su vez reduce la necesidad de refrigeración.
Las ventajas que ofrece este nuevo tipo de generadores eléctricos con
materiales superconductores son múltiples: se simplifica toda la
estructura mecánica interior del aerogenerador así como su sistema
electrónico; se simplifica el montaje y el mantenimiento; disminuye el
riesgo de averías; se alarga el tiempo de intervención para el
mantenimiento.
En un horizonte próximo, cuando se incremente la producción de
materiales superconductores y se reduzca su precio, también se reducirán
los costes de aplicaciones derivadas. La futura implantación de este
tipo de generador eléctrico superconductor en los aerogeneradores abre
una nueva perspectiva para la industria eólica, haciendo más eficientes
y robustos los molinos eólicos y abaratando la producción de energía.
Este prototipo supone la culminación de la primera fase de este
proyecto, que se finalizó a principios del 2016. El prototipo se ha
construido a tamaño real y se han realizado con éxito los ensayos en
laboratorio.
El Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona, el Instituto de
Ciencia de Materiales de Aragón, y Gamesa continúan actualmente
colaborando para realizar ensayos de campo y ofrecer nuevas soluciones
tecnológicas innovadoras y viables en este sector.
Fuente: RD Instituto de Ciencia de Materiales CSIC.
http://www.dicat.csic.es/rdcsic/index.php/tecnologia-de-materiales-2/115-proyectos/401-el-primer-generador-electrico-superconductor-para-molinos-eolicos-de-mediana-potencia
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