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2 feb 2017
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Dentro del campo de las energías renovables, la energía eólica offshore está conformándose como pieza clave para cumplir los compromisos energéticos de la Unión Europea en materia de energías renovables. Hay que tener en cuenta que el desarrollo del mercado offshore presenta grandes retos tecnológicos, y un aspecto importante es el de las dimensiones de los aerogeneradores y sus componentes para llegar a potencias nominales altas, al nivel de los 10 MW que permitan conseguir un coste competitivo.
La utilización de materiales superconductores en los generadores eólicos permitiría hacer estos mucho más compactos y eficientes, reduciendo sus dimensiones, gracias a la mayor densidad de flujo magnético que pueden proporcionar respecto a los materiales tradicionales, por encima de la saturación del hierro que se vuelve innecesario, y consecuentemente con una disminución drástica de su peso y una simplificación de los mecanismos y de la propia estructura del aerogenerador en su conjunto.
La novedad del uso de este tipo de materiales requiere de una madurez tecnológica que es aún insuficiente para su aplicación en serie siendo necesaria la optimización de procesos, diseños y herramientas de diseño, lo que se afronta en el presente proyecto.
El objetivo de este proyecto ha sido el de diseñar un generador, sobre la base física de un generador de DFIG de 2MW de uso habitual en aerogeneradores comerciales, convirtiéndolo en un prototipo de generador síncrono de potencia equivalente con devanado de campo superconductor, sin hierro, al objeto de valorar la complejidad de su construcción, su fiabilidad y sus prestaciones en relación a sus especificaciones de diseño, teniendo como horizonte su posible industrialización en un horizonte de 5 a 6 años de acuerdo con las previsiones de costo de los materiales superconductores a utilizar en vista al notable incremento tanto de la calidad como del número de fabricantes a nivel mundial.
Debido a lo ambicioso del objetivo a alcanzar, se ha dividido en dos fases una primera que recoge el diseño y la validación operativa sobre un generador superconductor real, que es el que se presenta en esta convocatoria, y una segunda que completa el conjunto hasta conseguir el generador final con una potencia de 3 MW a una velocidad de rotación 3 veces inferior a la convencional al objeto de disminuir la complejidad mecánica del acoplamiento con la turbina, el conjunto de aspas que mueve el sistema de generación.
El sistema criogénico, el dimensionado de las bobinas y su anclaje en el interior del criostato con capacidad de transmisión del par de reacción y el conocimiento de los parámetros electromagnéticos así como las pérdidas totales incluyendo la refrigeración y el análisis de fiabilidad del sistema son los objetivos de esta primera etapa que constituye, en sí, una primicia mundial.
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Una nueva generación de generadores y equipos auxiliares para energía eólica basados en superconductores
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