La industria eólica es una de las energías renovables más costo competitivas a nivel global. En un mundo cada vez más interconectado, el sector debe seguir innovando, por ejemplo, con la transformación digital. Las tecnologías inteligentes colaboran en la resolución de los problemas que, por sus características y emplazamientos, enfrentan los parques eólicos con respecto a los sistemas de puesta a tierra. Por eso, desde Aplicaciones Tecnológicas S.A. ofrecemos los servicios profesionales de estudios geoeléctricos y proyectos de puesta a tierra 4.0. Además, Smart Earthing Monitoring System permite la monitorización centralizada y desatendida de las tomas de tierra de los aerogeneradores y de la subestación del parque eólico.
El Global Wind Energy Council (GWEC) en su Global Wind Report 2023 señala que nos encontramos ante una crisis energética derivada de los altos precios de la energía que experimenta el mundo desde la pandemia de COVID-19 y también tras la invasión rusa de Ucrania. Según este organismo, la crisis es una consecuencia de posponer la transición energética que, además, se está llevando a cabo de forma irregular. A causa de esto, los mercados siguen dependiendo de la volatilidad del combustible fósil, sujeto a las presiones geopolíticas y a prácticas anticompetitivas.
La energía renovable es la manera más eficiente de lograr la autonomía y seguridad energéticas, de disminuir los costes de electricidad y de conseguir la descarbonización de los sistemas energéticos. La demanda de energía renovable no deja de aumentar y la mayoría de este crecimiento proviene de los sectores eólico y solar fotovoltaico.
Precisamente, la industria eólica vivió el pasado junio de 2023 un hito al alcanzar la cifra de 1 teravatio (TW) de capacidad global instalada a lo largo de sus más de cuarenta años de desarrollo. Durante estas cuatro décadas ha demostrado que se trata de una tecnología con un alto nivel de resiliencia y de madurez, siendo una de las fuentes de energías más costo competitivas. Por ello, las predicciones de mercado apuntan a que jugará un papel único en la transición energética.
Por otro lado, la previsión actual es que se produzca un crecimiento exponencial de manera que, en solo 7 años, se conseguirá desplegar la misma capacidad que la instalada en los últimos 40 años.
El Global Wind Report 2023 remarca que el sector eólico debe demostrar que puede continuar innovando en un mundo cada vez más interconectado.
En el informe del año anterior (Global Wind Report 2022) se dedicaba mucha importancia a la innovación tecnológica como uno de los factores principales de las reducciones de coste detrás de su liderazgo, junto con la solar fotovoltaica, dentro del sector de las energías renovables. En este informe se otorga especial atención a la digitalización porque converge con la descarbonización en la rápida transformación digital del sistema energético.
En la industria se está experimentando con Big Data para manejar la demanda, mejorar la predictibilidad de los patrones meteorológicos y la respuesta renovable, y para permitir que los consumidores se conviertan en prosumidores.
Tanto la digitalización como la IA están mejorando el funcionamiento de los activos renovables, reduciendo los costes de operación y el coste normalizado de la electricidad (Levelised Cost of Electricity, LCOE). La IA puede optimizar la producción y detectar mediante algoritmos los fallos potenciales de los equipos para realizar mantenimientos predictivos antes de que se transformen en problemas de entidad.
En Aplicaciones Tecnológicas somos conscientes de que el futuro son las tecnologías inteligentes y la digitalización y, por eso, las hemos incorporado a nuestras áreas de experiencia como es el caso de los sistemas de puesta a tierra. En este artículo, hablamos de cómo las soluciones de productos y servicios de nuestro portfolio resuelven la problemática de los sistemas de toma de tierra, optimizando la seguridad y la eficiencia operativa-financiera de los activos del sector eólico.
Servicio de estudios geoeléctricos para optimizar el diseño del sistema de puesta a tierra
La resistividad eléctrica local es un parámetro crítico para la resistencia a tierra de los aerogeneradores. La medida de la resistividad del suelo es entonces necesaria para diseñar un sistema de puesta a tierra seguro, ya que los aerogeneradores se distribuyen en amplias áreas con diferentes tipos y características del terreno.
Sin embargo, debido a la separación entre aerogeneradores, las características del terreno entre una ubicación y otra pueden diferir. Por ello, la solución en un caso puede no cumplir con los requerimientos de otro caso.
En estas áreas, un diseño adecuado e individualizado del sistema de toma de tierra es fundamental para garantizar los niveles de seguridad requeridos (tensión de paso y contacto), así como el valor de resistencia de puesta a tierra.
De forma preferente, se debe medir la resistividad en aquellos puntos donde se instale un aerogenerador que puede, en caso de fallo, generar un paso de corriente peligroso hacia el sistema de puesta a tierra.
No obstante, realizar el diseño de un sistema de puesta a tierra sin los valores reales de resistividad puede presentar un riesgo de seguridad por la utilización de valores tabulados, que pueden ser optimistas en algunos casos.
En Aplicaciones Tecnológicas S.A. hemos desarrollado un método propio que optimiza la toma de medidas para el estudio geoeléctrico del parque eólico en proyecto. Nuestro servicio profesional utiliza tecnología inteligente y comunicaciones IoT. Con la información proporcionada por el estudio se determina la disposición, profundidad, número y tipo de elementos del sistema de puesta a tierra. Así, se pueden cumplir los requerimientos iniciales del proyecto, tanto normativos como de seguridad y funcionales.
Problemática de los proyectos de sistemas de puesta a tierra en parques eólicos
Los sistemas de puesta a tierra de los parques eólicos, como los de cualquier sistema eléctrico, deben asegurar el funcionamiento efectivo de los dispositivos de protección y prevenir los gradientes de tensión en caso de defecto que podrían provocar daños en equipos o amenazar la vida de las personas.
La instalación de los sistemas de puesta a tierra de los parques eólicos con frecuencia se encuentra limitada por factores topográficos. Estos factores dificultan un dimensionamiento adecuado para conseguir la baja resistencia a tierra de cada aerogenerador y la resistencia global del parque. El reto principal al que se enfrentan las ingenierías y los estudios de arquitectura es encontrar el mejor compromiso entre las propiedades técnicas y los costes, según la aplicación específica del sistema en un determinado terreno.
Por eso, se requiere un conocimiento experto en la realización del proyecto de puesta a tierra para asegurar la eficacia, seguridad y fiabilidad de los sistemas de puesta a tierra. Su correcto diseño y ejecución evita las consecuencias graves ya mencionadas. Además, cualquier adecuación posterior es complicada cuando la instalación queda enterrada.
Desde Aplicaciones Tecnológicas S.A. ofrecemos el servicio profesional de diseños de puesta a tierra 4.0. Nuestro servicio se diferencia por el valor añadido de la tecnología inteligente en la monitorización de la puesta a tierra. La tecnología SEMS (Smart Earthing Monitoring System), que explicaremos en el siguiente apartado, posibilita la transformación digital de los sistemas de puesta a tierra para la seguridad y continuidad del servicio.
El servicio profesional de proyectos de puesta a tierra 4.0 se fundamenta en el equipo técnico de expertos junto con herramientas informáticas de última generación.
Smart Earthing Monitoring System para puestas a tierra 4.0
La monitorización del sistema de toma de tierra permite optimizar la seguridad y los costes de verificación de la tierra de la estructura. Esto incluye la verificación periódica reglamentaria, la identificación de conexiones incorrectas, la continuidad de pantallas de cable de potencia, la verificación de la continuidad del cable de tierra (evaluando rotura, actos vandálicos, etc.). Por otra parte, la verificación de la tierra de los equipos eléctricos facilita la verificación de los conductores de tierra de cuadros eléctricos y estructuras.
Smart Earthing Monitoring System, desarrollado por Aplicaciones Tecnológicas S.A., es el sistema de procesamiento distribuido y monitorización centralizada de tomas de tierra. Funciona por medio de la recogida de datos con sensorización distribuida. Esta información se transmite por conectividad IoT al centro de datos securizado. La algoritmia avanzada de inteligencia artificial la procesa para proporcionar diagnósticos precisos que el usuario recibe como alertas objetivas multicanal.
En resumen, Smart Earthing Monitoring System convierte la toma de tierra en un inmenso sensor para alertar de forma remota del funcionamiento de la instalación. Además, nuestra tecnología SEMS es aplicable tanto a parques en proyecto como a parques en operación.
SEMS puede determinar el reparto de corrientes en los diferentes nodos de la red, discriminar de forma exacta la resistencia de puesta a tierra del activo monitorizado y evaluar el estado de las pantallas de los cables de potencia.
La industria eólica se encuentra en estado de pleno crecimiento. Este se verá acelerado en busca de cumplir con el Acuerdo de París, así como para lograr la autonomía energética sin dependencia de la geopolítica de los combustibles fósiles. En su proceso de innovación continua, las tecnologías inteligentes son aliadas para resolver la problemática específica a esta industria.
Las soluciones de Aplicaciones Tecnológicas S.A. colaboran en la resolución de las dificultades relativas a los sistemas de puesta a tierra de los parques eólicos para lograr la máxima seguridad y la eficiencia operativa-financiera que asegure el cumplimiento de los retornos de inversión (ROIs).
Si desea más información acerca de los problemas de tomas de tierra a los que se enfrenta la industria y cómo las tecnologías inteligentes pueden solucionarlos, puede contactar con nuestros expertos en el siguiente enlace.
Referencias
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