El proyecto Windlife ha comenzado con el objetivo de investigar y diseñar tecnologías de inspección, remanufactura y recuperación funcional in situ para aumentar la eficacia operacional y extender la vida útil de los aerogeneradores y sus componentes críticos.
El proyecto está liderado por Hine Renovables junto con Alerion Technologies, Glual Energy, Izadi Mecanizados, Laulagun Bearings, Matz-Erreka y Nabla Wind Power. Además, el proyecto es una colaboración de investigación industrial de carácter plurianual que cuenta con el apoyo de CEIT, Ikerlan, Lortek y Modragon Goi Eskola Politeknikoa como agentes de la Red Vasca de Ciencia, tecnología e Innovación (RVCTI), y está impulsado por Basquenergy Cluster.
Esta iniciativa estratégica, subvencionada por el Departamento de Industria, Transición Energética y Sostenibilidad del Gobierno Vasco a través del programa ‘Hazitek’ 2025 y cofinanciada por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER 2021–2027), busca optimizar la operación de los parques eólicos, reducir los costes de mantenimiento y promover la circularidad en la industria.
La mayoría de los parques eólicos están diseñados para operar durante 20 años. Antes de ese periodo, su rendimiento ya comienza a decrecer y los costes de mantenimiento se incrementan. A partir de los 20 años no hay un conocimiento detallado de su comportamiento, ni un plan para decidir cómo actuar en cada máquina.
Vida útil de los parques eólicos
En Europa, 38 GW de parques eólicos tienen más de 20 años y, en España, el 27% de la potencia instalada se acerca al fin de su vida útil, alcanzando 10 GW de parques eólicos que llevan en funcionamiento más de 20 años.
En Euskadi actualmente existen cuatro parques eólicos con una antigüedad de 19, 20, 22 y 25 años respectivamente. Estos parques generan, en promedio, alrededor de 350 GWh de electricidad al año, lo que equivale al 6-7% del suministro total de energía renovable en el País Vasco. Además, Euskadi presenta una alta dependencia energética del exterior y que no llega al 10% la generación renovable de la energía que consume y se ha marcado el objetivo de elevar esa cifra al 15% en 2030. Para ello, existen dos líneas estratégicas definidas: construir nuevos parques eólicos en el País Vasco y mejorar y extender la vida útil de los actuales parques eólicos.
En la gestión y explotación de los parques eólicos se deben reemplazar o recuperar componentes de forma programada o de forma inesperada. Un correcto mantenimiento de un aerogenerador suele representar entre el 1% y el 3% de su coste de inversión inicial por año, mientras que las operaciones no programadas suponen costes mucho más elevados y paradas prolongadas.
La industria eólica europea subraya la necesidad de que los gobiernos implementen estrategias de extensión de la vida útil de los parques eólicos, pero todavía falta mucha investigación clave para poder llevarlo a cabo: faltan datos de situación de degradación de componentes, faltan modelos de degradación esperada, faltan tecnologías de remanufactura de componentes in-situ que se precisan investigar.
Proyecto Windlife
El proyecto Windlife nace para dar respuesta a este desafío, con el objetivo principal de investigar y diseñar tecnologías de inspección, remanufactura y recuperación funcional in situ para aumentar la eficacia operacional (optimizar) y extender la vida útil de los aerogeneradores y sus componentes críticos. Esto permitirá a su vez la aplicación de nuevas estrategias de gestión y explotación de los parques eólicos, habilitando también estrategias alternativas como la reutilización (repurposing) y mejora (upgrading) de estos.
En ese sentido, todo el conocimiento generado permitirá disminuir los tiempos de parada y aumentar la producción, disminuyendo el precio de la energía producida LCOE (Levelized Cost of Energy), reforzando además la aplicabilidad de tecnologías circulares y sostenibles.
Cuatro líneas de investigación
El proyecto se estructura en torno a cuatro líneas de investigación. El primer pilar del proyecto se centra en la evaluación del estado de la turbina. En él se utilizarán drones de inspección de forma autónoma y se generarán algoritmos basados en la IA para la detección, localización, identificación y evaluación de su severidad. También se abordará el diseño de componentes self-sensing, los cuales pueden monitorear su propio estado estructural o funcional sin necesidad de sensores externos adicionales o uso de técnicas de visión artificial.
El segundo eje de investigación se enfoca en el diseño de nuevas tecnologías y soluciones digitales. Se desarrollarán procesos de deposición directa de metal para el recubrimiento y recuperación de vástagos de cilindros hidráulicos del sistema pitch, o la regeneración de la geometría del eje lento tras su desgaste-degradación. Asimismo, se analizará la rigidización y/o funcionalización con aporte de metal de los rodamientos y se diseñarán nuevas técnicas de fabricación de cojinetes deslizantes obtenidos por aporte directo de metal.
También se diseñarán nuevas herramientas digitales de evaluación de vida remanente (RUL, Remaining Useful Life) que se emplearán como una herramienta fundamental para la toma de decisiones en estrategias de mantenimiento, intervenciones no planificadas, o determinar el tiempo residual durante el cual un componente puede permanecer operativo. Una vez generados, podrán ser utilizados como gemelos digitales en campo.
El tercer pilar contempla el diseño de una herramienta de toma de decisiones que estime la mejor opción de negocio dentro de las posibilidades abordadas. La combinación de monitorización continua, procesos de remanufactura y modelos predictivos fiables, permitirán tomar decisiones informadas para maximizar la rentabilidad y sostenibilidad con la adopción de las tecnologías creadas en Windlife.
Las decisiones adoptadas en el proyecto influirán en múltiples acciones vinculadas a la circularidad y la sostenibilidad, convirtiéndose en una nueva herramienta estratégica.
Por último, el cuarto pilar se centra en la validación de cada tecnología y la metodología global de Windlife. Además, se analizarán las métricas de mejora tras la implementación de las nuevas soluciones y se abordará el establecimiento de pautas para futuras normativas y criterios de aceptación para componentes con las tecnologías aplicadas.