Centros de pruebas y validación: un recurso estratégico para el sector eólico

Palas de más de 100m, generadores de 10MW, torres de 160m…la industria eólica no deja de sorprendernos con la carrera tecnológica hacia turbinas más grandes, potentes y fiables. Y una de las piezas clave en esta espectacular evolución son los centros de pruebas y validación donde se prueban y certifican las nuevas turbinas y sus componentes.

Son centros que no suelen salir en las noticias y que pasan bastante desapercibidos, pero son imprescindibles en el proceso de desarrollo de una turbina. Es por ello, que los países que aspiran a construir una industria eólica potente tienen como una de sus prioridades disponer de centros de este tipo de última generación para atraer la parte de la cadena de suministro con mayor valor añadido y componente tecnológico. Como son un activo estratégico, suelen ser de iniciativa pública como parte de las infraestructuras de I+D de un país.

Los principales fabricantes disponen de ciertas capacidades propias de pruebas y validación especialmente para elementos clave de su tecnología, pero se apoyan en los centros externos para hacer la mayor parte del proceso de validación. SiemensGamesa, con Vicente García Muñoz y su equipo, es el fabricante que está apostando más fuerte por disponer de instalaciones propias de validación. En 2019 anunció la construcción de una banco de pruebas para palas en Aalborg (Dinamarca) que será el mayor del mundo y recientemente ha conseguido la primera acreditación IECRE para un banco de palas privado. Con ello, parece que quiere evitar que sus planes de desarrollo offshore dependan de la disponibilidad de los pocos bancos de pruebas para palas de más de 100m que hay en el mundo.

Además, SGRE dispone de avanzados bancos de pruebas para sus varios de componentes claves como el banco de generadores en Gamesa Electric para equipos de hasta 10MW.

Pero estas inversiones solo se las pueden permitir los grandes como SiemensGamesa o Vestas e incluso éstos trabajan de forma mayoritaria con centros de pruebas externos. Las ventajas son claras:

• Reducción del coste ya que solo se paga por uso de las instalaciones
• Personal propio de los centros muy especializado que permite reducción de tiempos y pruebas más avanzadas
• Acceso a bancos de pruebas muy grandes. Si los bancos de pruebas fueran de cada fabricante, la evolución en tamaño tendría la limitación del banco de pruebas ya que no se podría renovar tan rápido como el crecimiento del producto

Por el contrario, el único inconveniente es que puede haber problemas de disponibilidad de ciertos bancos y eso puede retrasar el time-to-market pero como veremos ahora, hay bastante oferta y las pruebas se planifican con meses o incluso años de antelación

Hagamos un repaso a algunos de los principales centros de pruebas del mundo:

• Fraunhofer IWES en Alemania

Es el centro de referencia en Alemania. Tienen un amplio abanico de pruebas pero la joya de las instalaciones es el DyNaLab donde se pueden validar nacelles completas de hasta 10MW. De hecho, fue en este centro donde se validó la Adwen 8-180 así como la plataforma Cypress de GE.

Otra de las características únicas de este centro es que dispone de su propia turbina de pruebas. En concreto, es el primer y único prototipo de la máquina Adwen 8MW-180m que en su día fue la turbina más potente del mercado y que se encuentra operando en el puerto de Bremerhaven, justo al lado de las instalaciones de IWES.

Recientemente, Fraunhofer anunció la ampliación de sus instalaciones orientadas a las pruebas eléctricas y de código de red, incluyendo un banco de pruebas de generadores de hasta 9MW y la posibilidad de probar sistemas a 66kV que serán mainstream en offshore en unos años.

• Narec (ORE-Catapult) en UK

Es probablemente el centro de pruebas más avanzado actualmente. Está totalmente orientado al desarrollo de turbinas offshore y por ello sus capacidades y dimensiones son espectaculares:

• Banco para tren de potencia de 15MW donde recientemente se ha validado la nacelle completa de la Haliade-X 12MW de GE
• Banco de ensayo de palas para palas de más de 100m, donde se ha ensayado la pala de 107m de la haliade-X

• Turbina operando de 7MW y 171m de rotor: es en realidad el prototipo que construyó Samsung de su turbina offshore, producto que después abandonó y vendió a ORE Catapult.

• DTU-Risoe y LORC en Dinamarca

Ambos son de los centros más veteranos y por ello están en pleno proceso de renovación. De hecho, en LORC ya está en construcción lo que será el banco de pruebas para nacelle completa más grande del mundo con capacidad para probar turbinas de 20MW. Está claro que Dinamarca no quiere perder el liderazgo tecnológico y por ello apuesta fuerte en este centro.

DTU-Risoe por su parte, está más especializado en la validación operativa (tiene 2 parques experimentales con 16 posiciones en total) y en las pruebas de palas (banco para palas hasta 45m). Aunque sus instalaciones se están quedando un poco atrás en cuestión de tamaño y capacidad, el centro tecnológico sigue siendo el más puntero e influyente del mundo eólico

Cabe destacar que LORC parte de la asociación de los principales players daneses del sector como Vestas y SiemensGamesa, hecho que demuestra que la colaboración entre competidores es posible y puede beneficiar al sector en su conjunto.

• Clemson en USA

Este caso es curioso porque se trata de unas instalaciones para prueba de tren de potencia de 15MW pertenecientes a la universidad de Clemson, en Tennesse. Además de este banco donde se ha probado la multiplicadora de la MHI-Vestas 9,5MW-164m, tiene otro más “pequeño” de 7,5MW donde se han probado trenes de potencia de turbinas de GE.

• Cener en España

Centro que se inauguró en 2008 en Sangüesa (Navarra) y que fue una referencia en su momento con instalaciones para testar palas de hasta 75m y trenes de potencia de 5MW. Fue una pieza clave en el desarrollo tecnológico de los fabricantes españoles, en especial de Gamesa que ha hecho uso intensivo de sus instalaciones para casi todos sus nuevos desarrollos (empezando por la G10X).

Uno de los puntos fuertes de Cener es su parque experimental en la sierra de Alaiz con 6 posiciones para turbinas de hasta 5 MW que ha permitido validar y certificar muchos modelos tanto de Gamesa como de Acciona. Es quizás el único parque experimental en terreno complejo del mundo, hecho que ha sido diferencial a la hora de validar turbinas diseñadas para fuertes vientos y emplazamientos complejos.

Con las turbinas onshore actuales que llegan a 6MW y que tienen palas por encima de 80m, Cener está quedando rezagado como centro de referencia y si España quiere seguir siendo un polo de conocimiento y desarrollo eólico, sería muy importante actualizar sus instalaciones y prepararlas para las turbinas de nueva generación.