FT en los medios

Tecnologías para energías renovables

Revista: Renewable Energy Technology (China)
Edición de otoño de 2011

Mediciones de la dirección y velocidad del viento en aerogeneradores

La exclusiva tecnología ultrasónica: las mediciones de la velocidad y dirección del viento son fundamentales para garantizar un funcionamiento eficiente y seguro de los aerogeneradores.

Leer el artículo completo (PDF 338KB)

El sensor de viento perfecto debe proporcionar datos precisos cuatro o cinco veces por segundo durante toda la vida útilútil del aerogenerador sin ninguna interrupción, recalibración o mantenimiento, es decir, no debe requerir ninguna supervisión tras su instalación.

Sin embargo, la góndola de un aerogenerador es un entorno altamente hostil para un componente tan sensible, el cual debe enfrentarse a agentes como la lluvia, el hielo, el granizo, la nieve en polvo, el calor y el frío extremos, la vibración y los rayos. Los sensores de viento mecánicos tradicionales requieren tareas de mantenimiento regulares, pueden resultar dañados por el efecto de la arena y resulta difícil evitar que acumulen hielo.

Los sensores de viento ultrasónicos –que miden el tiempo de vuelo (es decir, el tiempo que la señal ultrasónica tarda en desplazarse de un punto a otro)– pueden ofrecer una solución a estos problemas. Sin embargo, su tamaño y construcción dificulta la tarea de calefactarlos y los hace propensos a experimentar daños físicos.

Por suerte, existe una tercera opción disponible: la medición ultrasónica por resonancia acústica, una tecnología de estado sólido patentada cuyo principio de funcionamiento se basa en la utilización de una onda acústica (ultrasónica) que resuena en el interior de una pequeña cavidad. Dicho método plantea un gran número de ventajas: una construcción ligera y compacta, una larga vida útil, una elevada resistencia física, una alta disponibilidad de datos y una buena precisión durante toda su vida operativa. Al carecer de partes expuestas, esta tecnología permite fabricar sensores de gran solidez capaces de operar en condiciones meteorológicas extremas. Además, consume poca energía y cuenta con un sistema de compensación integrado frente a los factores ambientales que afectan a otras tecnologías.

El sensor consta de dos placas paralelas, una de las cuales cuenta con tres transductores dispuestos en triángulo que, por turnos, transmiten una señal de ultrasonido. Dicha señal se desplaza hacia el exterior hasta impactar contra el reflector superior, que la refleja para, a su vez, impactar contra el reflector inferior y ser objeto de una nueva reflexión. La señal ultrasónica continúa rebotando entre el par de reflectores hasta perder toda su energía tras un número aproximado de 200 reflexiones.

Dichas reflexiones se combinan en fase para generar una onda cuasi vertical que proporciona un aumento drástico en la amplitud de la señal. En el plano horizontal, esta se comporta como una onda progresiva radial bidimensional.

La medición del flujo de aire se basa en el comportamiento de las ondas progresivas. El desplazamiento de fase entre cualquiera de los pares de transductores indica la velocidad y dirección del viento a lo largo del eje de dicho par. Así, mediante la medición del desplazamiento de fase entre los tres pares de diafragmas se calculan los vectores de los componentes del flujo de aire a lo largo de los lados del triángulo (formado por los diafragmas). Posteriormente, dichos vectores se combinan para obtener el total de la dirección y velocidad.

Además, la onda vertical permite compensar automáticamente las variaciones en la velocidad del sonido provocadas por los cambios de temperatura, humedad y presión, y la tecnología se encarga de ajustar la frecuencia con el fin de maximizar la respuesta y mantener la resonancia. En estas condiciones, las mediciones pueden realizarse sin necesidad de tener en cuenta la velocidad del sonido.

El uso de la resonancia garantiza una relación señal-ruido muy elevada que da lugar a robustas señales fáciles de leer y con una gran resistencia a las interferencias.

La tecnología de resonancia acústica fue inventada y patentada por FT Technologies, una empresa con sede en Londres, Inglaterra. Esta –que hoy se conoce como Acu-Res– va integrada en la serie de sensores de viento FT702LT, la cual viene utilizándose para el control de aerogeneradores durante aproximadamente 10 años. De hecho, más de 20 fabricantes y diseñadores de aerogeneradores de China y el resto del mundo especifican esta tecnología para sus equipos.

La versión más reciente de sensor –la V22– ha superado más de 25 ensayos internacionales distintos que acreditan la resistencia y eficacia de los productos de FT que incorporan Acu-Res.

Enviar una consulta Solicitar presupuesto Hablar con un experto