windbox - centro de fabricación avanzada del sector eólico

CENTRO DE ENSAYOS AVANZADOS PARA LA INTEGRACIÓN Y VALIDACIÓN DE SUBSISTEMAS EÓLICOS



ANTECEDENTES

ESTRATEGIA DE ESPECIALIZACIÓN INTELIGENTE DE EUSKADI• ÁREA ESTRATÉGICA DE FABRICACIÓN AVANZADA: infraestructuras y líneas de apoyo

para el desarrollo de pilotos y demostradores.• ÁREA ESTRATÉGICA DE ENERGÍA: desarrollo de una gama de productos y servicios

competitivos adaptados a los aerogeneradores de mayor potencia y al desarrollo delsegmento offshore.

PLAN DE INDUSTRIALIZACIÓN DEL GOBIERNO VASCO • CENTROS DE FABRICACIÓN

AVANZADA como herramientas de apoyo a una cadena de valor o sector industrial específico, en los que el equipamiento y las infraestructuras serán compartidas por las empresas para probar y validar nuevos desarrollos en condiciones similares a las de producción y operación en entorno real.


DISEÑO DE LA INICIATIVA

En el contexto del Grupo de Trabajo de Energía Eólica, liderado por Gamesa, el Clusterde Energía propone identificar una iniciativa sectorial de acuerdo con la filosofía de losCentros de Fabricación Avanzada propuesta por el Plan de Industrialización.

OBJETIVO ESTRATÉGICOApoyar el desarrollo de una ofertatecnológicamente puntera en aquellossegmentos de la cadena de valor en los que lasempresas vascas cuentan con un buenposicionamiento previo, en lo que se refiere acomponentes y equipos del aerogenerador,favoreciendo la adaptación de la cartera actualde productos y servicios a aerogeneradores demayor tamaño y el desarrollo del segmentooffshore.

CONDICIONES DE PARTIDA• No existe un instrumento de apoyo “estándar” para la creación de este tipo de

infraestructuras de demostración y validación por parte del Gobierno Vasco.• Es necesario articular un proyecto en cooperación entre varias empresas que aproveche

infraestructuras físicas disponibles y permita coordinar e impulsar las capacidadestecnológicas e industriales existentes.


OBJETIVOS

• Disminuir el CoE (Cost of Energy) de laenergía eólica a través de la mejora delos componentes y subproductos críticosde aerogeneradores desarrollados porproveedores vascos.

• Acceso para las empresas vascas aequipamiento puntero que les dotará deun diferencial competitivo con suscompetidores globales y un diferencialde posicionamiento y credibilidad conlos OEMs.

• Validación de mayor valor añadido: condiciones de operación muy cercanas a la realidad(cargas, temperatura, humedad, vibraciones), validación por parte del centro como entidadindependiente y no del propio proveedor, validación de sistemas más completos (variossistemas integrados y de varios proveedores) y no de sistemas aislados.

• Ensayos de componentes para todo tipo de máquinas, pero orientado a un posicionamientoestratégico como proveedores de nuevos modelos de aerogeneradores: 6-8 MW, on-shorey off-shore.

• Proyectar el potencial y la capacidad de desarrollo de los proveedores vascos y posicionar alPaís Vasco en este sector.

ASOCIACIÓN WINDBOX9 empresas vascas, coordinadas por el Cluster de Energía, constituyeron en enero de 2015la Asociación para la integración y validación de subsistemas eólicos mediante ensayosavanzados “WINDBOX”, que cuenta con el apoyo de SPRI y el Departamento de DesarrolloEconómico y Competitividad del Gobierno Vasco.

La Asociación WINDBOX será la entidad propietaria de los activos y coordina la definición yel desarrollo de los bancos de ensayo y, a futuro, su uso y operación. Las instalaciones deWINDBOX se ubican en IK4-TEKNIKER, en Eibar.

SOCIOS

Empresa Actividad relacionada con WINDBOXADWEN Fabricante de aerogeneradores offshore

ANTEC Diseño y desarrollo de frenos para rotor y yaw en aerogeneradores

ERREKA Soluciones de fijación y uniones atornilladas sensorizadas para la industria eólica

GAMESA Fabricante de aerogeneradores a nivel mundial

GLUAL Diseño e ingeniería de cilindros hidráulicos, acumuladores, juntas rotativas paraaerogeneradores

GRUPO WEC Fundición, mecanizado y tratamiento superficial de componentes para el mercadooffshore

HINE Diseño y fabricación de sistemas hidráulicos, cilindros de pitch, sistema delubricación, sistema de refrigeración y sistemas de filtrado para aerogeneradores

LAULAGUN Rodamientos de pala y de yaw de grandes dimensiones para la industria eólica(onshore y offshore)

BASQUE ENERGY CLUSTER

Asociación de entidades vascas integradas en las cadenas de valor del sectorenergético. Coordinación y gestión de la iniciativa


SISTEMAS A ENSAYAR (1)

WINDBOX proporciona medios de ensayo para impulsar y permitir el desarrollo deproductos de diseño optimizado y de alta fiabilidad a la vez que el desarrollo yasentamiento de los propios procesos de diseño y fabricación.

Los cinco bancos de ensayo contemplados permiten el ensayo, a nivel de componente yde sistema, de los siguientes elementos del aerogenerador:

• Sistema Cambio de Paso de Pala (Pitch): cambio en la orientación de pala paraoptimizar la energía generada, minimizar cargas y asegurar seguridad e integridad..

• Cuerpo de Anillos de Generador.• Rodamiento de pala, buje y sus uniones: permite la rotación/orientación de la pala

en su eje y transmite cargas al resto de estructura.• Sistema Orientación (Yaw): orienta la góndola a la dirección del viento.• Uniones atornilladas: conexiones entre componentes específicos de aerogenerador

(góndola-torre, etc.)


Sistema Cambio de Paso de Pala (cilindro + grupo hidráulico)

Rodamiento de pala, buje y sus uniones

Sistema orientación (yaw)

SISTEMAS A ENSAYAR (2)

Generador

Uniones atornilladas


BANCOS DE ENSAYO Y PARTICIPACIÓN DE LOS SOCIOS

Banco ensayo PITCH HIDRÁULICO

CUERPO ANILLOS GENERADOR

RODAMIENTODE PALA

YAW UNIONESATORNILLADAS

Desarrolladopor

IK4-TEKNIKER,HINE, GLUAL

IK4-TEKNIKER,INGETEAM

IDOM IK4-IKERLAN pendiente

Ubicación IK4-TEKNIKER(Eibar)

IK4-TEKNIKER(Eibar)

Pol. Erisono(Eibar)

IK4-TEKNIKER(Eibar)

pendiente

Socios implicadosADWEN X X

ANTEC X XERREKA X X

GAMESA X X X X XGLUAL X X X

GRUPO WEC XHINE X X X

LAULAGUN X X

Se están desarrollando cinco bancos de ensayo adjudicados mediante licitación abierta adiversos subcontratistas. Los socios de WINDBOX participan activamente en el procesodesde la fase de diseño y validarán sus componentes y productos en ellos cuando esténdisponibles.


BANCO DE ENSAYOS DE PITCH HIDRÁULICOPermite probar y optimizar el sistema de cambio de paso (pitch) de los aerogeneradores en condiciones muy similares a las de un parque eólico real.

Prestaciones: Ensayos funcionales, de

caracterización, integridad, fiabilidad, vida. Unitarios e integración.

Acción: 1500 kN (Bancada: 3000 kN). Hasta ~8MW.

Simulación inercia pala. Simulación Tª: [-20ºC, +45ºC]

Completamente operativo. Ensayos en marcha sobre un sistema completo de pitch (cilindro y grupo hidráulico).

Desarrollado por: IK4-Tekniker,Hine, Glual


BANCO DE ENSAYOS DE CUERPO DE ANILLOS DEL GENERADOR

Permite probar y optimizar el cuerpo de anillos de un generador eólico.

Prestaciones: Ensayos de fatiga y extrema de

cuerpo de anillos y escobillas. Caracterización sistema ventilación

y evacuación residuos. Ensayo de componentes hasta

4MW, 50/60 Hz. Caracterización en diferentes

condiciones de humedad, temperatura y salinidad.

Ensayos en curso.

Desarrollado por: IK4-Tekniker, Ingeteam


BANCO DE ENSAYOS DE RODAMIENTO DE PALA Y BUJEPermite realizar ensayos en los rodamientos de pala, buje y en las uniones entre estos componentes.

Prestaciones: Ensayos de fatiga 35MNm y extrema 55MNm. Ensayos funcionales, correlación modelos, caracterización precarga, integridad. 3 rodamientos ensayados a la vez. Una posición ensayo extrema/fatiga. Rango: 2-8MW

En construcción.

Desarrollado por: IDOM


BANCO DE ENSAYOS DE YAWPermite probar y validar el sistema de orientación de góndola (yaw).

Prestaciones: Caracterización de la capacidad de retención. Fatiga/extrema engrane dientes corona-piñón reductora. Rango: 2-3,3 MW. Variación de la normal sobre la corona y del momento Mz.

En fase de diseño.

Desarrollado por: IK4-IKERLAN


NUEVO BANCO DE ENSAYOS DE UNIONES ATORNILLADASPermitirá estudiar el comportamiento mecánico de las uniones atornilladas embridadas, específicamente:

· Diseño y validación de unión. · Proceso de instalación. Obtención de estrategia de apriete.· Pérdida de precarga con la operación· Reducción/eliminación reaprietes· Reproducción de modos de fallo y reparación

En fase de definición.

Licitación pendiente de apertura.


Las empresas promotoras de WINDBOX completan una adecuada estructura decapacidades que permite asumir los retos planteados:

• Fabricantes de aerogeneradores: GAMESA y ADWEN.• Fabricantes de componentes: ANTEC, ERREKA, GAMESA EOLICA, GLUAL, HINE,

LAU LAGUN y WEC.• El CLUSTER DE ENERGÍA asume la gerencia y las acciones de representación del

consorcio para contribuir al fortalecimiento y desarrollo de la cadena de valoren el País Vasco.

Los socios colaboran en las diferentes fases del proyecto: ingeniería, especificación,diseño, compra y puesta en marcha de los equipos más avanzados para la construcciónde 5 bancos de pruebas para componentes y subsistemas.

WINDBOX estará plenamente operativo a finales de 2017, habiendo supuesto unainversión total de unos 13,5 M€.

La Asociación WINDBOX cuenta con el soporte económico del Gobierno Vasco y laDiputación Foral de Gipuzkoa a través de subvenciones por importe de 4.8 M€ entre2015 y 2017.

ROL DE LOS SOCIOS Y APOYO INSTITUCIONAL


WINDBOX ofrece un conjunto de bancos de ensayo que permiten probar y validarelementos críticos de un aerogenerador a nivel de componente y de subsistema:sistemas de pitch, cuerpos de anillos de generador, rodamientos de pala (incluyendo elbuje y sus interconexiones), sistemas de yaw y uniones atornilladas.

Todos aquellos interesados en realizar ensayos dirigidos al mercado offshore sonbienvenidos a WINDBOX para probar y validar sus productos en un centro de ensayosindependiente con equipamiento puntero y en condiciones de operación muy similaresa las del medio real.

Contacto: [email protected]

SE BUSCAN INTERESADOS EN REALIZAR ENSAYOS

mailto:[email protected]

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