Ventajas de los actuadores lineales eléctricos en los sistemas de energías renovables - Eólica

Actuadores lineales eléctricos en energía eólica: optimización del rendimiento de las turbinas

A medida que el mundo avanza hacia la energía sostenible, las turbinas eólicas desempeñan un papel crucial en la generación de energía. Un factor clave para maximizar su eficiencia es el uso de actuadores, que controlan los movimientos mecánicos críticos dentro del sistema. Entre las opciones disponibles, los actuadores lineales eléctricos ofrecen una precisión, eficiencia energética y sostenibilidad medioambiental superiores, lo que los convierte en la opción preferida frente a las alternativas hidráulicas y neumáticas.

Aplicaciones clave de los actuadores lineales eléctricos en aerogeneradores

Los actuadores eléctricos mejoran el rendimiento de los aerogeneradores al proporcionar movimientos mecánicos precisos y con capacidad de respuesta. Un estudio de caso realizado por Windurance descubrió que aumentar el tamaño del rotor e incorporar un sistema de paso puede mejorar la producción anual de energía (AEP) entre un 40 y un 60 %, dependiendo de las condiciones del viento.

Las principales aplicaciones incluyen:

1. Control del paso de las palas: los actuadores ajustan con precisión los ángulos de las palas para optimizar la eficiencia aerodinámica, asegurando la máxima captura de energía entre diferentes velocidades del viento.
2. Orientación de la góndola: los actuadores permiten un ajuste preciso de la guiñada, alineando la góndola con la dirección del viento para minimizar la tensión mecánica y optimizar la potencia de salida.
3. Sistemas de ventilación: los actuadores VN1 y VN2 de TiMOTION gestionan el flujo de aire dentro de la góndola, evitando la acumulación térmica y mejorando la fiabilidad de los componentes.
4. Elevación de la torre de la turbina: ciertos diseños de turbinas incorporan actuadores para ayudar a elevar y estabilizar las torres de las turbinas durante la instalación y el mantenimiento.

Ventajas de los actuadores eléctricos frente a los sistemas hidráulicos y neumáticos

Los actuadores lineales eléctricos ofrecen varias ventajas que los hacen superiores a los sistemas tradicionales:

1. Fiabilidad y bajo mantenimiento: los actuadores hidráulicos son propensos a fugas de fluidos, lo que puede suponer un reto de mantenimiento y generar preocupaciones medioambientales. Por el contrario, los actuadores eléctricos eliminan el riesgo de fugas de fluidos, ofreciendo una alternativa más limpia y duradera.
2. Mayor eficiencia energética: con un rendimiento del 75-80 % en comparación con el 40-55 % de los sistemas hidráulicos, los actuadores eléctricos ofrecen un aprovechamiento energético superior, minimizando el desperdicio y mejorando la eficiencia general del sistema en funcionamiento continuo.
3. Solución ecológica: Los sistemas hidráulicos de las turbinas eólicas corren el riesgo de sufrir fugas de fluidos, que pueden contaminar el suelo y las aguas subterráneas. Un estudio de la Agencia de Sustancias Tóxicas y Registro de Enfermedades confirma estos riesgos, mientras que una investigación realizada en 2014 en la instalación eólica de Ocotillo encontró fugas en más del 40 % de sus turbinas. Los actuadores eléctricos eliminan estas preocupaciones al eliminar la necesidad de fluidos hidráulicos.
4. Precisión y exactitud: Algunos actuadores eléctricos ofrecen una precisión de posicionamiento de hasta ±0,000315 pulgadas, lo que los hace ideales para aplicaciones que requieren un movimiento preciso.
5. Rentabilidad: Diseñados para requisitos específicos de carga y velocidad, los actuadores eléctricos evitan la ingeniería excesiva que a menudo se asocia con los sistemas hidráulicos, reducciendo los costes.
6. Niveles de ruido reducidos: Los actuadores eléctricos funcionan de forma más silenciosa que sus homólogos hidráulicos y neumáticos, lo que los hace ideales para entornos sensibles al ruido.
7. Salida de fuerza inmediata: a diferencia de los actuadores hidráulicos que requieren acumulación de presión, los actuadores eléctricos generan fuerza al instante, lo que mejora los tiempos de respuesta.

Tendencias y crecimiento del mercado

La demanda de actuadores lineales eléctricos está aumentando. En 2022, el mercado mundial estaba valorado en 20 500 millones de dólares y se espera que crezca a una tasa de crecimiento anual compuesta (TCAC) del 5,3 %, alcanzando los 34 300 millones de dólares en 2032.

Conclusión

Los actuadores lineales eléctricos están redefiniendo la tecnología de las turbinas eólicas al ofrecer una mayor fiabilidad, eficiencia energética y precisión. Los actuadores de las series MA y VN de TiMOTION ofrecen soluciones de vanguardia para la energía eólica, garantizando durabilidad, precisión y eficiencia en aplicaciones críticas.

• MA2 y MA3: Actuadores de alta resistencia con gran capacidad de carga (hasta 16 000 N) y capacidad de retroalimentación en tiempo real para un control optimizado.
• MA6: Diseñado para durar con una clasificación IP68 y una tecnología de sincronización precisa.
• VN1 y VN2: Actuadores de ventilación que garantizan una gestión eficiente del flujo de aire, con protección IP66 y retroalimentación del sensor Hall para mayor fiabilidad.

Mediante la integración de actuadores eléctricos, los operadores de turbinas pueden lograr una mayor eficiencia, reducir los costes de mantenimiento y contribuir a un futuro energético más sostenible.

Los actuadores lineales eléctricos están redefiniendo la tecnología de las turbinas eólicas al ofrecer una mayor fiabilidad, eficiencia energética y precisión. La gama de TiMOTION, que incluye los modelos MA2, MA3, MA6, VN1 y VN2, ofrece soluciones avanzadas adaptadas a las aplicaciones de energía eólica. Al integrar actuadores eléctricos, los operadores de turbinas pueden lograr una mayor eficiencia, reducir los costes de mantenimiento y contribuir a un futuro energético más sostenible.