PROYECTO

Objetivos de MEEVCE

El proyecto tiene como objetivo principal generar el conocimiento necesario para obtener una metodología evolutiva de extensión de vida útil de componentes eólicos en condiciones reales de operación.

Subjetivos

  • 1Generar modelos avanzados para predecir el estado post fabricación, el nivel de degradación en operación y el comportamiento asociado a dicha degradación en los componentes eólicos y en el sistema global (turbina).

  • 2Idear, desarrollar, diseñar y operar procedimientos o bancos de ensayos a escala reducida, para reproducir mecanismos de degradación que se dan a escala real y validar modelos avanzados de predicción, de una forma controlada y económicamente viable.

  • 3Desarrollar una metodología para generar gemelos digitales de componentes eólicos, considerando: (i) el estado post-fabricación al inicio de su vida, (ii) el nivel de degradación y (iii) el comportamiento asociado al nivel de degradación durante su vida.

  • 4Obtener un modelo holístico multicomponente que incluya efectos de degradación de una turbina de una forma evolutiva. Permitirá entender mejor las interacciones entre componentes, y el impacto de su degradación en el comportamiento de la turbina y el resto de los componentes.

Alcance tecnológico

Componentes

Cada socio se va a centrar en el estudio y modelización evolutiva de un componente eólico crítico.

PALA
Aerodinámica Erosión
RODAMIENTO
Temple Degradación
ENGRANE
Temple/Revenido Contacto Desgaste
EJE
Aerodinámica Erosión

TURBINA EÓLICA

Componentes críticos

Mecanismos de degradación

  • Componente crítico
    PALA
      Mecanismos de degradación
    • Aerodinámica
    • Erosión
  • Componente crítico
    ENGRANE
      Mecanismos de degradación
    • Temple/Revenido
    • Contacto
    • Desgaste
  • Componente crítico
    RODAMIENTO
      Mecanismos de degradación
    • Temple
    • Degradación
  • Componente crítico
    EJE
      Mecanismos de degradación
    • Temple/Revenido
    • Fatiga

Aun centrándose en componentes diferentes, las tecnologías a investigar son comunes, existiendo un claro interés compartido por las diferentes tecnologías que se tratan en el proyecto:

Temple y Revenido

El proceso de temple y revenido, en sus variantes de calentamiento en horno o por inducción, será abordado por IKERLAN, CEIT y BEARINN. Esta tecnología está asociada a todos aquellos componentes metálicos sujetos a contactos severos, por lo que presenta un interés común para ejes, engranes y rodamientos.

Desgaste

El desgaste es un fenómeno de degradación común para todos los componentes del rotor de una turbina. Se trata de un mecanismo de degradación que, al no ser considerado catastrófico, no cuenta con modelos de predicción tan desarrollados dentro del sector eólico, pero impacta de una forma relevante en el comportamiento propio y de la turbina. El desgaste de la pala que estudiará MONDRAGON UNIBERTSITATEA modifica su comportamiento aerodinámico, alterando a su vez las cargas que soportan el resto de los componentes. El desgaste del engrane (IKERLAN), rodamiento (BEARINN) o eje (CEIT) afecta directamente a la capacidad y resistencia de estos componentes para transmitir par y, por tanto, potencia mecánica hasta el generador eléctrico.

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Niveles de análisis

La metodología que se plantea desde MEEVCE conllevará un análisis de la extensión de vida a tres escalas:

03
Nivel
superior
+03
Un modelo holístico de la turbina que integre los gemelos digitales de cada componente para considerar el nivel de degradación de cada uno de ellos y el efecto de dicha degradación en el resto de los componentes y en la propia máquina.

02
Escala intermedia
+02
Un gemelo digital de cada componente, que alimentado por los modelos avanzados será capaz de predecir el estado post-fabricación, el nivel de degradación y el comportamiento asociado a dicho nivel de degradación de un componente en operación.

01
Escala inferior
+01
Modelos avanzados para entender y predecir los fenómenos físicos asociados a los principales mecanismos de degradación de los componentes y su validación experimental mediante ensayos a escala de laboratorio.

La extensión de vida en operación requiere cerrar el círculo y hacerlo de una forma evolutiva, considerando cómo varían las cargas e interacciones entre componentes para volver a actualizar el estado de cada uno de ellos.

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Resultados esperados

  • 1Modelos avanzados para entender y predecir los fenómenos físicos asociados a los principales mecanismos de degradación y su validación experimental.

  • 2Un gemelo digital de cada componente capaz de predecir el estado post-fabricación, el nivel de degradación y el comportamiento asociado a dicho nivel de degradación.

  • 3Un modelo holístico de la turbina que integre los gemelos digitales de cada componente para considerar el nivel de degradación de cada uno de ellos y el efecto de dicha degradación en el resto de los componentes y en la propia máquina.

Principales indicadores

12

indexed scientific journals

10

potential transfer agreements with companies

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Actividades

Metodología evolutiva para la extensión de la vida útil de componentes eólicos

Actividad 1

Cargas e Interacción
entre componentes

MEEVCE

Actividad 4

Gemelo Digital
evolutivo del componente

Actividad 2

Modelos
avanzados de predicción

Actividad 3

Ensayos
a escala reducida

Actividad 5

Difusión y transferencia

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Consorcio

IKERLAN will be coordinating the project and also leading the scaling up and generation of Digital Twins. In addition, four members of the Basque Science, Technology and Innovation Network will also be taking part: BEARINN, CEIT, MONDRAGON UNIBERTSITATEA and BASQUE ENERGY CLUSTER.

Centro Tecnológico Multifocalizado
COORDINADOR
Centro Tecnológico Multifocalizado
Estructuras de Investigación de las Universidades
Unidad de I+D empresarial
Agentes de Intermediación Oferta/Demanda
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