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Soluciones compuestas para la industria de la energía eólica

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Con el empuje de las palas más largas, la fibra de carbono se utiliza como su peso más ligero en comparación con la fibra de vidrio, lo que permite que las palas más largas capturen más energía eólica.

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A medida que el mundo trata de limitar el uso de energía de combustibles fósiles, la demanda de energía renovable está aumentando, y el viento se está convirtiendo en un recurso muy dependiente de los recursos. En 2018, las inversiones europeas en energía eólica representaban el 63% de la energía renovable, en comparación con sólo el 52% en 2017. Para satisfacer la creciente demanda de energía eólica, los fabricantes están aumentando la producción de turbinas y, como resultado, están adaptando sus diseños de palas.

Aquí, Dag Kirschke, propietario del segmento de energía eólica del fabricante de compuestos Exel Composites, explica la demanda de energía eólica y por qué los materiales compuestos son la respuesta para producir turbinas potentes y eficientes.

La demanda eólica

La demanda de energía eólica está aumentando. Es limpio, rentable y sostenible. Dado que las preocupaciones medioambientales y del cambio climático están influyendo en una mayor necesidad de energía renovable y sostenible, las turbinas eólicas son una parte sustancial de la solución -con más de 340.000 turbinas eólicas en el mundo ya utilizadas para producir energía. Por ejemplo, China es responsable de más de un tercio de la capacidad mundial de energía eólica y en 2015 instaló más turbinas eólicas que la UE, mientras que Escocia generó suficiente electricidad a partir de la energía eólica en 2018 para abastecer al equivalente de cinco millones de hogares. Los expertos de la industria creen que si la demanda de energía eólica continúa, un tercio de las necesidades mundiales de electricidad serán cubiertas por energía eólica para el año 2050.

Hoy en día, los fabricantes se enfrentan a una presión continua para producir mayores rendimientos en las turbinas, con una mayor eficiencia de costes y una mayor producción de energía que puede generar más energía. Para lograrlo, los fabricantes están creando turbinas con palas más largas que capturan más viento y, a su vez, generan más energía. Sin embargo, una hoja más larga significa un mayor peso, lo que va en contra de la producción eficiente de energía. Para mantener una turbina potente y eficiente con palas más largas, los fabricantes requieren materiales que sean ligeros y más fuertes que los materiales utilizados tradicionalmente.

Una solución compuesta

Una gran parte de la fuerza del álabe de una turbina proviene de una viga de soporte, o tapa de soporte, que corre a lo largo de la pala. Tradicionalmente, las gorras de los spar caps han sido hechas de fibra de vidrio, lo que proporciona la resistencia y rigidez necesarias, con menos peso que otros materiales como los metales. Sin embargo, con el empuje de las palas más largas, la fibra de carbono se utiliza como su peso más ligero en comparación con la fibra de vidrio, lo que permite que las palas más largas capturen más energía eólica. Típicamente, cada fabricante de palas determinará en su diseño el punto en el que el carbono se convierte en la solución óptima, y la tapa de la pala se diseña en consecuencia.

Exel Composites trabaja en estrecha colaboración con los fabricantes de turbinas y palas para diseñar, fabricar y suministrar soluciones compuestas para palas, incluyendo tapas de fibra de vidrio y fibra de carbono, así como muchas otras soluciones compuestas utilizadas en turbinas eólicas. Utilizamos nuestra experiencia en diseño, combinada con la tecnología de fabricación, lo que nos permite ayudar a los fabricantes de turbinas a producir turbinas más eficientes, revisando las especificaciones de diseño y proponiendo una solución adecuada.

Para mantenerse al día con la creciente demanda de energía eólica, los fabricantes necesitan invertir en composites duraderos y de alto rendimiento, que contribuyan a asegurar la máxima producción de energía. El uso de un fabricante de compuestos como Exel significa que las especificaciones de diseño se revisarán y cumplirán a fondo para lograr una turbina potente y eficiente.