Con la intención de reducir el coste nivelado de la energía (LCOE, por sus siglas en inglés), las empresas de aerogeneradores de alta potencia fabrican plataformas cada vez más grandes. Ya se han anunciado equipos en torno a los 8 MW que se están instalando en las praderas y, en el mar, maquinas que tendrán una capacidad desde los 15 y hasta los 18 MW.
En línea con estos desarrollos tecnológicos, y para contribuir a la reducción del LCOE, es que Rope Robotics patentó el primer robot, denominado «BR-8», que realiza reparaciones comerciales, tras más de 18 meses en funcionamiento en tierra en tres continentes, reparando más de 150 palas de aerogeneradores dañadas por la lluvia.
Desde la compañía anticipan que estos robots se comenzarán a comercializar a partir del 2024. Y aseguran que la reparación eficaz del borde de ataque de la pala contribuye a la extensión de la vida útil de uno de los componentes más costosos de una turbina eólica, que representa del 25 al 30% del coste de construcción.
En una entrevista para Energía Estratégica España, Kristina Madsen, Chief Operating Officer (COO) de Rope Robotics ApS, revela los próximos pasos de la compañía respecto al BR-8, el cual asegura arregla palas “hasta 4 veces más rápido” que el método convencional de reparación manual”.
¿Cómo es la mecánica de funcionamiento de estos robots denominados BR-8?
El robot consta de una plataforma/locomotora con un brazo robótico. Es una plataforma donde se pueden agregar varias herramientas, pudiendo llevar 8 herramientas diferentes. El brazo robótico cambia de herramienta según la tarea que esté realizando.
El robot es muy rápido de reconfigurar para otras tareas, ya que esto se puede hacer en cuestión de minutos y, por lo tanto, se pueden resolver más trabajos en el mismo día.
El robot se mueve a lo largo de la pala sostenido por cuerdas sujetas a la parte superior de la turbina eólica, un sistema de suspensión flexible y vacío dividido en secciones asegura que el robot esté unido de manera estable a la pala.
Dos cuerdas de robot están ancladas en la góndola y unidas al robot. Las cuerdas se sueltan y enrollan según tengamos que subir o bajar
El robot está equipado con una cámara de alta resolución y un escáner láser que brinda al operador información detallada para diagnosticar daños y tomar decisiones de reparación.
La documentación del proceso es una parte integrada del flujo de trabajo y asegura una documentación de alta calidad.
¿En cuánto mejora la rentabilidad de un parque eólico terrestre?
Los comentarios de los clientes hasta ahora confirman nuestros cálculos de que, después de seis meses, la inversión en el servicio de reparación de robots ha valido la pena.
Mejora 3% AEP X Turbina 6 MW X Factor capacidad 35% X 180 días (6 meses) X 24 horas = 275.000 KWh
275.000 KWh X 0,1 EUR = 27.500 EUR
El costo de reparación es menor que eso.
Nuestro proceso de reparación es hasta 4 veces más rápido que el de reparación manual. Un equipo de 2 robots y 3 técnicos puede completar la reparación de 2 turbinas en 2-3 días. Para 3 técnicos que lo hacen manualmente, toma hasta 6 días completar 1 turbina: es un factor 4 en eficiencia.
El menor tiempo de inactividad de la turbina cuando se utiliza un robot también es significativamente menor.
¿Y cuáles son los resultados de uno marino aplicándose esta tecnología en lugar de métodos convencionales?
Y en términos de alta mar, la optimización es aún más significativa. Es, por ejemplo, muy costoso para movilizar en alta mar y menor tiempo donde las reparaciones son posibles. Por lo tanto, es muy importante ser lo más eficiente posible cuando el clima es bueno para la reparación.
Teniendo en cuenta que han anunciado que estos equipos se comenzarán a comercializar en 2024, ¿cuántos robots pretende presentar Rope Robotics ese año y en qué países?
Prevemos que en 2024 tendremos aproximadamente 400 turbinas con 6 robots activos. (NdelR: en los últimos 18 meses la compañía reparó 150 palas de aerogeneradores dañadas).
Alquilamos nuestro robot a ISP (proveedores de servicios independientes) externos que optimizan así su trabajo en el sitio de la turbina eólica.
Faltan técnicos para realizar tareas de mantenimiento, nuestro robot es una capacidad extra para todos los ISP existentes en el mercado.
¿Cuántos de estos robots podrían estar funcionando al mismo tiempo dentro de un parque eólico, sea terrestre o marino?
«Robótica de enjambre», la misma tendencia de la agricultura es posible aquí. Rope Robotics (RR) ya ha tenido varios robots funcionando al mismo tiempo.
Con el uso de inteligencia artificial, esperamos aumentar significativamente la cantidad de robots que 1 técnico puede operar simultáneamente.
¿Este es el futuro del mantenimiento de los parques eólicos?
Varios países tienen legislación sobre servicio y mantenimiento que debe manejarse de la manera más segura posible. Se debe utilizar la alternativa más segura. A medida que las turbinas crecen y crecen, más rápido surge la necesidad de mantenimiento. Y los clientes de hoy son muy conscientes de lograr el máximo rendimiento de producción.
En los próximos años, habrá una escasez aún mayor de técnicos porque la mano de obra también se debe utilizar para establecer grandes proyectos nuevos de aerogeneradores.
¿Cree que es un aporte a la competitividad de la LCOE eólica?
No hay duda de que nuestro robot puede ser importante en términos de garantizar la máxima utilización de la turbina, inteligencia artificial porque la tripulación es difícil de encontrar.
La contribución se vuelve mayor a medida que aumentan las funcionalidades del robot. En los próximos años, el robot podrá manejar aún más tareas relacionadas con el servicio y mantenimiento de las palas.
Limpieza, lijado y restauración de la pala.
De acuerdo a lo informado por la compañía, la reparación consta de tres fases. El primero comienza con el equipo lijando el área dañada. Una segunda herramienta limpia la superficie con un cepillo y alcohol para eliminar la suciedad y la grasa.
Esto es seguido por una herramienta dosificadora patentada, que aplica el material protector de vanguardia (LEP) mientras que la herramienta esparcidora, también patentada, reconstruye la forma aerodinámica óptima de la pala, alisando el material a estándares predefinidos.
Control remoto en pantalla y documentación
Controlado a distancia en pantalla por un técnico que observa las imágenes en vivo, el robot realiza cada paso con gran precisión y consistencia, asegurando así la calidad. Todas las imágenes se graban y sirven como documentación, un requisito global para el mantenimiento de turbinas eólicas.
Concedido dos patentes que cubren el sistema de robot, el método, la herramienta esparcidora y la herramienta dosificadora, el robot tardó cinco años en desarrollarse y se lanzó comercialmente en 2021.
Ventana meteorológica extendida; Planes para reparaciones autónomas impulsadas por IA
Después de que se establece el daño en el borde de ataque, típicamente mediante drones, la granja eólica o el proveedor de servicios contrata a Rope Robotics, que suministra el robot junto con el entrenamiento y soporte técnico en el sitio.
El robot ha sido probado en el campo a velocidades del viento de hasta 14 metros por segundo, una humedad relativa de hasta el 80 por ciento y temperaturas de 0 a 40º grados centígrados.
Utilizando los resultados de las más de 150 reparaciones de palas ya realizadas en todo el mundo, Rope Robotics está invirtiendo en inteligencia artificial (IA) para ofrecer reparaciones autónomas en el futuro.
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