adaptación del mantenimiento en sistemas eólicos · limpieza de intercambiador y filtros megado...

O&M de Parques Eólicos

aee: The wind power industry with regard to the challenge of the global growthZaragoza, 21 de Septiembre de 2006

Adaptación del Mantenimiento en Sistemas Eólicos

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INDICEAdaptación del Mantenimiento en Sistemas Eólicos

1. Aspectos condicionantes en la operativa del Sector Eólico1.1 Instalaciones y Áreas de actividad de los Parques Eólicos1.2 Dispersión Geográfica. Ubicación y Orografía 1.3 Historia. Criterios operativos1.4 Tecnología1.5 Materia Prima. Optimización del rendimiento y explotación2. Retos en la integración de la explotación de P.E.2.1 Tecnológicos2.2 Gestión3. Practicas actuales en el Mantenimiento de P.E.4. Retos en la Operación y Mantenimiento de P.E.4.1 Operación4.2 Mantenimiento5. Esquema básico organizativo de explotación de P.E.5.1 Organización basada en Despachos Centrales Operativos (Despachos Delegados)5.2 Tendencias en la organización de Mantenimiento6. Gestión de Mantenimiento6.1 Factores y parámetros6.2 Flujograma de la gestión6.3 Organización de equipos y estructura7. Objetivos de la adecuación de la Operación y Mantenimiento7.1 Procedimientos y Maniobras7.2 Actuación eficaz ante alarmas e incidencias7.3 Gestión de la información y del conocimiento7.4 Optimización de Recursos y Costes8. Costes9. Repowering10. Conclusiones

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1. ASPECTOS CONDICIONANTES EN LA OPERATIVA DEL SECTOR EOLICO

1.1 INSTALACIÓN:Grupo Aerogeneradores (Disposición Óptima para aprovechamiento de viento)Unión Eléctrica (MT, standard 20 y 30 kV)Unión Red Comunicación (F.O.)Subestación (Distribución y elevacion standard 66, 132, y 220 kV)Edificio de Parque (Subestación, Almacén, Telemando, …)Línea Evacuación

ÁREAS:Mantenimiento: obra civil (viales, plataformas, cimentaciones) / Estructural y Material / Mecánica / Hidráulica / Eléctrica (BT, MT, AT) / Instrumentación y Control / Comunicaciones y telecom / Informática y gestión de datosAerodinámica y MetereologíaMedio Ambiente (Seguimiento, Conservación, Integración, y Restauración)Prevención (Trabajos en altura, suspensión y elevación de cargas, riesgo eléctrico, …)

Complejidades adicionales: Existencia de agrupaciones inhomogéneas de promotores, tecnologías, y configuraciones en torno a una infraestructura común de evacuación

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1.2 DISPERSIÓN Y DIFICULTAD GEOGRÁFICA:Instalaciones ubicadas diseminadas por la geografía sin concentraciónUbicadas en zonas lejanas de polos Urbanos/Industriales, sin infraestructuras, sin existencia de empresas de servicio ni de mano de obra especializada ni experimentada: No tradición industrial Orografía compleja en Parques de Montaña. Dificultades de Acceso, Climatología adversa, …Dificultan y dilatan las intervenciones


1.3 HISTORIA:Explotación moderna de carácter comercial (no experimental) breve (consolidada aprox. desde 2000) Grupo de promotores numeroso y disperso (atomización), gran parte de carácter puramente financiero que dejan en manos del tecnólogo la explotación.→Criterios de explotación enfrentados promotor/tecnólogo: intensiva, máx beneficio + superar condiciones financieras / cumplir garantías En muchos casos, las entidades finacieras (project finance) fuerzan O&M con tecnólogoLos últimos 3 años, tendencia de concentración y tecnificación del promotor. El promotor más volcado en aspectos técnicos y en aprovechar óptimamente los activosCon el crecimiento (adquirido peso significativo), aparecen los condicionantes y coordinación del OSObligados a convivir y jugar en el Sist.eléctrico. Hay que coordinarse y funcionar regladamente en todos los aspectos del negocio: Mercado, Red eléctrica, Seguridad, Procedimientos, etcEvolución de la explotación diferencial respecto a otras tecnologías: Parte de un outsourcing integral (M.O. y conocimiento), y para ejercer de dueño y optimizar recursos debe superar dos barreras: adquirir conocimiento, y adquirir plantilla que opere, dirija y supervise la explotación

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1.4 TECNOLOGÍA:Nueva. Sin experiencia históricaIncertidumbre de vida útil Diseños ajustados y rígidos con poca versatilidad: Pocas holguras o margenes(refrigeración limitada, espacio limitado, capacidad eléctrica limitada, …)Sin estandarización de tamaños, potencias, y componentes. Tend. actual de cierta convergenciaInformación muy protegida y muy poco abierta. Interés cautivo de tecnólogos

1.5 MATERIA PRIMA (VIENTO):Naturaleza estocástica. Requiere trabajar con márgenes de incertidumbreSu máx. aprovechamiento condiciona el mantenimiento en planificación (predicción e incertidumbre) y en ejecución (condiciones de trabajo y normativas de seguridad)Condiciona la explotación del sistema (independencia de la demanda, reserva rodante, margen de penetración segura, …)

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2. RETOS EN LA INTEGRACIÓN DE LA EXPLOTACIÓN DE PARQUES EÓLICOS

2.1 TECNOLÓGICOS:

2.2 GESTIÓN:

Adecuación de aerogeneradores para soportar huecos de tensiónRegulación de Potencia Activa (rango continuo y “natural” -no una molestia-)Regulación de Potencia ReactivaRegulación f-PCapacidad de arranque autónomo (black-out)Funcionamiento “modo tormenta” (ampliación límites de funcionamiento)Repowering. Puntos clave de actuación para atacar esta conversiónRegulación primaria de frecuencia. Improbable p/ respuesta exigida

Predicción y programación de cargas admisible y razonable (desvíos medios < 20% orientados a necesidad del sistema)Precisar la incertidumbre de la programación: determinar el intervalo de confianza de la programación. → Definirá y acotará de manera probabilística la necesidad de reserva rodante exigida en el sistemaCoordinación eficaz con el O.S. (Asuntos de carga, de tensión, de servicios complementarios, y de red -descargos, maniobras, …-)Aprovechamiento de las líneas de generación de P.E.: Extensión de red para cerrar configuración mallada y mejorar la capacidad de transporte y distribución. (Ahora todo líneas de generación en antena que no aumentan mallado ni mejoran capacidad de distribución)

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3. PRACTICAS ACTUALES EN EL MANTENIMIENTO DE PARQUES EÓLICOS

ORGANIZACIÓN: Subcontratado a Tecnólogo (Mercado poco evolucionado y poco abierto)Dirección y Criterios establecidos por el tecnólogo

PRESTACIONES DEL SERVICIO:

Equipo local de intervención razonablemente capacitado en conocimiento y consumiblesAtención continua para averías: telemando y retenes (respuesta deficiente)Disposición preorganizada ante grandes correctivos (respuesta lenta en atención y repuestos )

SERVICIOS: Mantenimientos preventivos periódicos(tendencia semestral)Mantenimientos legales(frecuencia anual y trianual)Controles y chequeos en base a observaciones personales, y alarmasRetrofits y evoluciones continuas de programas de control (comunicación poco fluida al promotor)Falta de monitorizaciones para análisis específicosCriterios muy rígidos y conservadores en las prestaciones de máquinaMala adaptación a condicionarse a condiciones de viento para aprovechamiento máximo del parque

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Revisiones especif. Fabricante. Ej. Check-list de puntos de Mantenimiento (semestral):

Cimentación y TorreGrietas fundaciónPares de apriete

PalasFisuras y Marcas de GrietasDecoloraciones y RugosidadesBorde de ataque

RotorFisuras y tornillos soporte cono del bujeRetenes y engrases rodamientos palasPares de apriete rod. pala-bujeAprietes y holguras cajas rodamientos de palasUniones rotor y eje principalEngrase rodamiento eje principalComprobación alineación eje principal

MultiplicadoraApriete y holguras de amortiguadorAceite: análisis, fugas y nivelAspecto rodamientos y engranajesAlineado, ruidos, y vibracionesSist. Refrigeración: bomba aceite, fugas circuito, válvulas, ventilador

Eje alta velocidadFreno: desgastes, fisuras, alabeos. S.hidráulico freno: aceite, fugas, precarga. Prueba Func.Uniones cardan, juntas, engrasesRodamientos

GeneradorEngrase de rodamientos Inspección y apriete de caja de bornasInspección anillos y escobillasLimpieza de intercambiador y filtrosMegado devanados estator y rotor

Sistema de cambio de pasoComprobar ajustes: señal y rango entre extremos Prueba de carrera: carga, puntos duros, etcComprobaciones de S.Hidráulico / Servomotores

Otros EléctricosInspección visual, limpieza y comprobación conexiones: Ground, Auxiliares, cables, terminales, Trafo, celdaMegados y comprobación aislamiento eléctrico

Sistema de orientaciónInspección dientes y prueba: carga, ruidos, puntos duros Engrase de corona y superficies deslizantesReapriete de discos y holguras rad. placas deslizantesComprobación del sist. Hidráulico: aceite, presión, frenos

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AVERÍAS MÁS FRECUENTES PEQUEÑO CORRECTIVOSeguridades de rearme local (operación): vibración, Presión o termostato de freno, error torsión cable, temperatura en convertidor, multiplicadora, etc.Averías instrumentación: PT-100, sensores de vibración, termostatos, encoder de velocidad, anemómetro, veleta, etc.Averías electrónica control: tarjetas UPS, comunicación, y controladorasAverías electrónica potencia: arrancadores, rectificadores y cargadores, IGBTs, …Elementos de sistemas hidráulico / engrase: filtros, servoválvulas, válvulas termostáticas, bomba, …Aparellaje: contactores, térmicos, magnetos.Elementos mecánicos: retenes aceite, zapatas freno, acoplamientos, desalineaciones, ventiladores de refrigeración y motores de accionamiento,…Palas: Reparaciones de picajes, lacados, bordes de ataque y refuerzo, (normalmente por campañas)


AVERÍAS MÁS FRECUENTES GRAN CORRECTIVOGeneradores: Rodamientos y defectos aislamiento en bobinado (principal en DFIG). Causas de trabajo a altas temperaturas, (>120ºC) por condiciones de ventilaciónMultiplicadora: rodamientos (principal etapa intermedia helicoidal), y piñones. Es normal sustitución por estado de aceite y vib. p/ investigación y reparación en exterior.Palas: perforaciones y desconchados. (Tormentas con aparato eléctrico principal causa).Moto-reductores de orientación.Acoplamientos eje rápido (con probabilidad de daños en rodamientos de elementos unidos)

Menos frecuente: Sistema de pitch: barra del pitch en sistemas hidráulicos y servo-motores en sistemas mecánicos Convertidor: Componentes etapas de potencia. (tormentas y calentamientos)Sist. del Yaw: rotura de dientes coronas (emplaz. Cl.1A)Rodamientos de palasRodamiento de eje principal baja velocidadFisuras y grietas en bastidorTrafos. Causas: cortos en zona BT (protección de fusibles poco selectiva), y calentamientos. General clase F y alcanzan fácilmente > 140ºC con cargas nominales.Celdas MT, fugas de gas SF6 (herméticas más 10 años?)

DE ROTOR

A GENERADOR

ETAPA DE BAJA VELOCIDAD :PLANETARIA

RUEDA DE MEDIA VELOCIDAD

PIÑÓN DE MEDIA VELOCIDAD

RUEDA ALTA VELOCIDAD

PIÑÓN DE ALTA VELOCIDAD

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4. RETOS EN LA O&M DE PARQUES EÓLICOS

4.1 OPERACIÓN:

4.2 MANTENIMIENTO:

Monitorización supervisora y selectiva. − Tendencias de vibración del tren de potencia, y de puntos de nacelle − Curva de potencia del parque y de aerogeneradores− Tendencias de temperaturas críticas

Funcionamiento versátil y flexible.− Regulación Potencia de Parque− Regulación Potencia Reactiva, y control de capacidad Activa-Reactiva− Operación remota de amplio alcance (aumento de alarmas rearmables, …)

Participación en servicios complementarios.− Regulación secundaria (f-P) y Regulación terciaria (a bajar)− Arranque autónomo (black out)

Evolución de Preventivo: Introducción de criterios predictivos. − Análisis espectral continuo o periódico - Análisis de holguras y desgastes− Analisis de aceite y ferrogragrías - Análisis termográficos− Análisis de envejecimiento eléctrico - Análisis de descargas parciales

Avances en la evaluación de vida útil consumida/remanente de componentes: Acumulación de cargas (fluencia) y de ciclos de carga (fatiga).

− Monitorización continua con programa experto− Cargas periódicas de datos + análisis experto− Ensayos y test en campo de validación: END y Ensayos destructivos

Implementación de sistemas de gestión de mantenimiento informatizados e inter-relacionados entre parques y tecnologías.Apertura y standarización de servicios, sistemas y configuraciones.

− Entrada de proveedores servicios-Mant. en competencia con tecnólogo-fabricante− Entrada de componentes, sistemas, protocolos, etc standard (No propietarios)

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5. ESQUEMA BASICO ORGANIZATIVO DE EXPLOTACIÓN DE PARQUES EÓLICOS

5.1 ORGANIZACIÓN BASADA EN DESPACHOS CENTRALES OPERATIVOS

Subestación&

Telemando Parque

CentroTelecontrol

Red EléctricaMallada

F.O.

Red Corporativa

ÁMBITO LOCALEJECUCIÓN MANTENIMIENTOOPERACIÓN & SUPERVISIÓN

ÁMBITO DIRECCIÓNDECISIÓN

ÁMBITO DESPACHOEJECUCIÓN OPERACIÓNCOORDINACIÓN MANT.CONTROL Y ANÁLISIS

SEGUIMIENTO DESVIOSCOMUNICACIÓN O.S.

Línea de Evacuación eléctrica

DespachoO.S.

ADSL, R

DSI, …

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5. ESQUEMA BASICO ORGANIZATIVO DE EXPLOTACIÓN DE PARQUES EÓLICOS

5.2 TENDENCIAS EN LA ORGANIZACIÓN DE MANTENIMIENTO

Dueño participa activamente en la O&M del parque. Se deja de ser simple Promotor pasando a ser Generador interesado y responsable en la gestión de sus activos.Aparecen Promotores con suficiente masa crítica para explotar las oportunidades de la actividad de O&MLos nuevos condicionantes del O.S. fuerza que muchos promotores asuman la operación de sus parques aún a disgusto del tecnólogo Incremento de una competencia incipiente con la aparición de agentes dispuestos a entrar en O&M de diferentes tecnologías. Nace un mercado de contratistas de O&M hasta ahora inexistente. (El modelo de financiación de P.F. que es el más extendido dificulta la apertura de este mercado).Existencia de presencia de personal de la propiedad en los parques hasta ahora abandonados al tecnólogoDotar equipos locales preparados polivalentes y multidisciplinados para trabajar de manera autónoma en explotación normal (TPM). Quedan exentos operaciones de grandes correctivos / retrofits / avances funcionales / …El tecnólogo siempre mantiene un papel aunque sea secundario para retrofits, grandes correctivos, y experto. Aún no ha calado en el promotor el asumir el riesgo de explotación. Sigue exigiendo y transfiriendo a otros garantías de disponibilidad.

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6. GESTION DE MANTENIMIENTO

6.1 FACTORES CRÍTICOS DE GARANTÍA PARA UN BUEN MANTENIMIENTO

1. CONTROL TÉCNICO:Afectan a la Disponibilidad / Seguridad

⇒Mantenimiento de verificación de Integridades, Seguridades, y Estado de componentes

Afectan al Rendimiento⇒Mantenimiento de verificación de Desgastes,

Desajustes, Degradaciones, y Limpieza

2. CONTROL ECONÓMICO:Afectan a la Producción / Utilización

⇒ Ingresos: Facturación global y Facturación unitaria

Afectan al propio Servicio⇒ Costes: Dotación de recursos, Capacidad de

trabajo y respuesta

Forma de Operación del Parque (abandonado, presencial,…)Mantenimiento PreventivoMantenimiento CorrectivoFiabilidad del Aerogenerador, Tipología Incidencias:Pitch / anemómetro / generador / multiplicadora / …Efecto de la Climatología (hielo palas / v>25 m/s / …)

Curva de aerogeneradores y de parque Suciedad de palasEstelas y régimen de viento

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6.1 INDICES OPERATIVOS

Producción: Generación eléctrica del Parque eólico en MWh. Bruta (bornes generadores) / Neta (venta)Funcionamiento: Horas de trabajo de Aerogenerador (p/convenio h acoplado a red)

Utilización / Factor de carga: Funcionamiento equivalente continuo a Plena Carga en horas / porcentualClasif. Parques s/ heq/año: < 2000 Malo / 2000-2300 Medio

/ 2300-2900 Bueno / >2900 Excelente

Disponibilidad: Factor que mide la proporción de tiempo/capacidad que un Aerogenerador y/o Parque Eólico está operativo

Técnica: Económica:Horaria

Energía

Disponibilidades garantizadas por Fabricante excluyen fuerza mayor y otros conceptos como son paradas de mant. Preventivo, y normalmente miden disponibilidades técnicas. La disponibilidad Económica y Energía mide el aprovechamiento global del recurso existente, es la de interés al promotorWind-index (índice de eolicidad): Representación cartesiana de desvíos de producción respecto a la evaluación histórica: desvíos por diferencias de régimen de viento frente a desvíos totalesRendimiento: Cumplimiento de la curva de potencia. Fabricantes garantizan ±5%

)(%)HtotHind1(*100Dtec −=

)h(NOMINALPOT.

PRODUCCIÓNUtiliz esequivalent=

)(%)Htot

PnomEindisp

1(*100Dtec −=

)(%)m/s) 25-(4Htot m/s) 25-(4 Hind1(*100Deco −=

)(%)m/s) 25-(4H*)P(

Eindisp1(*100Decoii∑

−=v

)(*)/254(Eindisp ii vPsmh∑ −=

)%(h

hcargaFactor

totales

esequivalent=

)MW(funch

PRODUCCIÓNPmed =

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6.1 INDICES DE MANTENIMIENTO

Nº de STs (Solicitud de Trabajo): Número de averías / defectos detectadosPE de 50 MW, ST/año normal entre 400 y 700

Indice de Cobertura de Mantenimiento

OT/S (Orden de Trabajo/Servicio)Eficiencia Trabajos Mantenimiento

Tiempo medio de tarea:

Ratio de Mantenimiento externalizado

Ratios de tipo de MantenimientoMant. Correctivo (h): Mant.correctivo (OT):correctivo muy alto → Ahorro de costes pero ♦ correctivo muy bajo y prev. alto → Alto coste, suele ser excesivo

riesgo de averías import. Mant. prev/pred no Eficiente

Eficiencias de Mantenimiento:

Coste de Mantenimiento:

Valor añadido por un sistema de Mantenimiento

)(%)STtotales

STcerradas(*100IST =

)h)(OT

HT Mant-totOT ∑

=

)(%)HpropHext

Hext(*100Mext +=

)(%)OTtotales

OTcerradas(*100IOT =

)(%)Htot

Hcorr(*100Ihcorr = )(%)OTtot

OTcorr(*100IOTcorr =

InputOutput)(%)

MantAmort.Inv. Cost.Mant defectos) ríasAhorro(ave(*100R mant =

++

=

)(%)ProdCost.tot

Cost.Mant(*100Cmant =

)(%)ProdCost.tot Perd.Prod Cost.Mant (*100Vmant

+=

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6.2 FLUJOGRAMA DE LA GESTION DE MANTENIMIENTO

ANOMALIA

ST

RECEPCION

PLANIFICACIÓNMANTENIMIENTO

PLANIFICACIÓNPRODUCCIÓN

OTDESCARGO

TRABAJO

PRUEBA

OK CIERRE

OPERACION MANTENIMIENTO

RecursosAlmacenesPersonalServicios

…

CompatibilidadProducción

y RED

Control Técnico- Económico

YGestión de stocks

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⌦ Plantas pequeñas y dispersas (Parques). → No hay Dep. diferenciados de Oper y Mant.⌦ Equipo de Parque debe ejecutar tareas de Operación y de Mantenimiento rutinario⌦ Para Grandes Correctivos, existencia de equipos especiales apoyados por equipo de Parque ⌦ Equipo de intervención local debe ser consciente de que opera la instalación, la prepara, la

descarga en condiciones de seguridad, la mantiene, la prueba, y la pone en marcha.⌦ Los equipos locales deben además de gestionar consumibles y repuestos⌦ Dificultad de registrar y seguir procedimentalmente todos los pasos de manera escrupulosa

cuando el equipo realiza todas las tareas (sobre todo para registro de la información)⌦ Dificultad añadida de distribución, registro y seguimiento de consumibles y repuestos por la

dispersión y ubicación geográfica


6.2 FLUJO DE LA GESTION DE MANTENIMIENTO: ESPECIFICIDADES EN P.E.

Equipos autónomos para Operación y Mantenimiento rutinarios en parque/s: Requiere equipo polivalente, dotado de documentación, de herramientas, de materiales y consumibles, y con capacidad de decisiónUtilizar un Sistema Centralizado de Gestión e información: Maniobras / Materiales / PersonalUtilizar un sistema Central informatizado accesible en los Parques: sistema en red. Dificultad para los canales físicos. Hay que utilizar todo lo disponible como F.O., VSAT, ADSL, …Canalizar a través de sistema central documentación técnica y almacén de recursos materiales Canalizar a través de sistema central Operaciones externas (Red, etc), y Mantenimientos extraordinariosSupervisión y alarmas vigiladas 24 h desde sistema Central con teleavisos multimediaOrganización similar modelo TPM, más por necesidad que por elección

SOLUCIONES Y ADAPTACIONES

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INCONVENIENTES: Requiere Volumen de Parques (masa crítica para hacerlo atractivo)Personal formado y entrenadoEquipamientos y RepuestosEstructura para atender a Grandes correctivosMenos flexible a la variación de modelos y Fabricantes (complicado en la situación de la promoción actual)Retraso en retrofits y avances

VENTAJAS: se obtiene Mayor control de los activosMayor conocimientoMayor capacidad de gestión económicaMayor capacidad de gestión técnicaMenor período de confianza para desarrollarse (partiendo del normal montaje y P.M. por parte del tecnólogo)

Poco desarrollado debido a la juventud de esta tecnología, a las dificultades de implantación (zonas apartadas lejos de polos industriales), a la escasa concentración que presenta tanto a nivel de Centros como de Promotores, y a la baja estandarización y poca apertura de los Tecnólogos.

6.3 ORGANIZACIÓN DE EQUIPOS Y ESTRUCTURA: MATENIMIENTO PROPIO


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INCONVENIENTES:Menor control sobre los activosMenor capacidad de gestiónMayor dificultad en adquirir conocimientoExige un mayor seguimiento sobre la actividad del mantenedorHay que buscar formulas de alineación de interesesNo optimiza el aprovechamiento del parque

VENTAJAS:Flexibilidad de RRHHFácil adaptación a cualquier tecnologíaRequiere menos estructura por parte del PromotorSe tienen garantías del tecnólogo si se trabaja con ésteAdaptable a cualquier tamañoNo necesita Sistema de Gestión para el promotor

Muy desarrollado debido a la juventud de esta tecnología, a las características particulares de las implantaciones (zonas apartadas y dispersas), al interés cautivo de los tecnólogos, a la atomización de promotores, y a los condicionantes de la financiación (project finance).


6.3 ORGANIZACIÓN DE EQUIPOS Y ESTRUCTURA: MATENIMIENTO EXTERNALIZADO

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INCONVENIENTES:Precisa estructura RRHHPrecisa formaciónPrecisa dotación de consumibles y equipamientos: actividad de compras y almacénRiesgo de tiempos mayores de respuesta ante grandes averías

VENTAJAS:Mayor capacidad de gestión técnicaMayor capacidad de gestión económicaMayor control sobre los activos y la explotaciónMayor conocimiento de la actividadSe puede mantener garantías del tecnólogo

Tendencia en desarrollo debido a la presencia de grandes promotores que quieren explotar la oportunidad de negocio que existe en esta actividad. El tecnólogo se mantiene en un segundo papel para grandes averías, grandes revisiones y retrofits


6.3 ORGANIZACIÓN DE EQUIPOS Y ESTRUCTURA: MATENIMIENTO MIXTO

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6.3 ORGANIZACIÓN DE EQUIPOS Y ESTRUCTURA: ORGANIZACIÓN MIXTA

ENCARGADOS U.O.1 o 2 TECNICOS PROPIEDAD

Almacén consumibles y pequeño mat.

EQUIPO U.O.1 PAREJA / 30 MW + 1 J.EQUIPO

CONTRATISTA/S

JEFES AREA1 TECNICO PROPIEDADAlmacén de repuestos

AREAS ESPECIALISTASTECNICOS PROPIEDAD

Grandes Correctivos y GruasMant. Electrico SETs

Protecciones electricasOtros (palas, control, …)

APOYOS ESPECIALISTASCONTRATISTAS

SERVICIOS

DESPACHO CENTRALTECNICOS PROPIEDADSist. Central de Gestión

UNIDADES OPERATIVASGrupo de Parques de Area Geográfica Próxima

Limite: 4 P.E. o 160 MW

AREAS OPERATIVASAgrupaciones de U.O. por CCAA (o conjunto

de CCAA vecinas)

AREAS ESPECIALISTASServicios y Gestiones Centrales

REE

TECNOLOGOS

DISTRIB.

OTROS DEPART.

INGENIERIAENSAYOS

EVALUACION ENERGETICA

DEPART. O&M

Enlaces del Sistema de Gestión de Mantenimiento

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Maniobras de funcionamiento: Arranque, Parada, Parada emergencia, Regul.Pot.En Aerogeneradores son automáticas, pero debe de conocerse para la supervisión:

7. OBJETIVOS DE LA ADECUACIÓN DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO

7.1 PROCEDIMIENTOS Y MANIOBRAS

Maniobras eléctricas: a realizar local en parque o telemandadas a orden de un operario

Apertura / Cierre de ruptores de celdas de aerogeneradoresSeccionadores PAT

Apertura / cierre de interruptores de MT de la SETApertura / cierre de interruptores de AT de la SETApertura / Cierre de seccionadoresde la SET

Con capacidad de telemando Sin capacidad de telemando

Apertura (visible)Selección localCorte de tensión de mandoBloqueo mecánicoPAT

Aislamiento de circuitos (hidráulicos, etc)Pérdida de presiónPurga de líquidosBloqueo mecánicoRefrigeración de zona

Descargos: maniobras a realizar para dejar en condiciones de seguridad una zona de trabajo

Chequeos previos (orientación, pos. pitch, ...)Bloqueos (freno mecánico, …)

Secuencias (etapa arrancador o Y-Δ, acople de rotor y de estator, etapas de compensación, Pos. Pitch, aplicación de freno aerodinámico, …)

Maniobras tipificadas y procedimentadas para un funcionamiento sistemático, regular, y fiable

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7.2 ACTUACIÓN EFICAZ ANTE ALARMAS E INCIDENCIAS

Alarmas de avisoAlarmas de parada ordenada con rearme automático y/o remotoAlarmas de parada con enclavamiento: requieren rearme local

Chequeando y comprobando alarmaInspección local si procede por su envergadura o riesgoReposición a estado normal o de seguridadInvestigación de origen de causaEliminación de causa si es posibleReposición a estado de explotación planificado

Ante alarmas e incidencias se actúa:

Alarmas de Aerogeneradores: Alarmas de Red:Alarmas de avisoAlarmas de disparo con pruebaAlarmas de disparo sin prueba (requiere inspección local)

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7.3 GESTIÓN DE LA INFORMACIÓN Y EL CONOCIMIENTO

Histórico de alarmas y eventos (disparos, paradas por alta velocidad, por sobretemperatura, aplicaciones de freno mecánico, …) Histórico de ptos de funcionamiento: solicitaciones (viento, potencia, temperaturas, corrientes, revoluciones, …)Parámetros e índices: Producción, h funcionamiento, h equivalentes, carga media, h parada avería, h parada programada, y disponibilidad.Rendimiento: puntos de curva de cargaOtros a especificar: h orientando, h desenrollando, h func limitando carga pitch, …

Información a registrar en Operación:

OTs. (Prev, Correct, Ensayos y Medidas predict.)Grandes CorrectivosRetrofitsParámetros e índices: h mant. preventivo, h mant. correctivo, h Grandes correctivos, h mant. externalizado, h retrofits y ampliacionesMaterial y Repuestos utilizados Otros a especificar: resultados/rend componentes diferentes fabricantes, …

Información a registrar en Mantenimiento:

Información a gestionar (conocimiento):Histórico de averías clasificadas (por sistemas y equipos, por frecuencia, …) y de mantenimientos prevent. / predict. / legalesH reparación de averías. Consumos medios de consumiblesCostes medios y clasificados por avería y tipo de mantenimiento Stock de repuestos. Rupturas de almacénRendimientos, evolución y degradación de componentesDescargos y procedimientos operativosProcedimientos de mant. preventivo (rutas y ganmas) y de reparacionesDespieces, calidades, especificaciones, y listado de materialesTabla de solicitaciones: consumo de vida útil

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7.4 OPTIMIZACIÓN DE RECURSOS Y COSTES

Mejora de rendimientos (ajustes de paso de pala, de veloidad de arranque, de CIV -curva de par-rpm-, seguimiento y fijación de criterio para limpieza de palas, … ) Dimensionamiento y capacitación del personal localOptimización de procedimientos de descargosDeterminación de importancia y peso de componentes y de su estado en la eficiencia y en la producciónFunciones críticas para el rendimiento y servicioOtros: Comportamientos dependientes, bandas de rendimiento aceptables (márgenes sin pérdidas anómalas), indicadores patrón, …

Optimización Operativa:

Evaluación y optimización de tiempos de duración de componentesDeterminación de tiempos inter-preventivos y consumibles (extensión óptima)Definición y actualización de tareas de preventivos, enfoques de predictivos, etcEstudio continuo de almacén óptimo de repuestos y materiales Dimensionamiento de equipos de trabajoOptimización de procedimientos de trabajoOtros: Valoración de componentes, materiales, …

Optimización de Mantenimiento:

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8. COSTES

COSTES DE O&M DE PARQUES EÓLICOS

El mant. de AEs copa entre 50 y 65%

Importancia de los costes de O&M Costes. Cifras (P.E. 6 años, 30 MW, 2.200 heq)

Estructura de costes

Durante 20 años de vida útil el coste de O&M sumaráhasta el 50% del valor actualizado de la inversión. Otro 50% en reposición global de componentes (palas+multiplicadora+generador+convert+trafo)Sobre base Project Finance (75-25), primeros 5 años: O&M 22% - Amortización 46% - Financiación 32%La influencia en la rentabilidad del proyecto es importante: Δ10% O&M ⇒ TIR 0,4%Es el coste gestionable más significativo: 60-80% de los costes totales y a partir del 6º año importante

Costes. perspectivas de evolución

Costes. Los grandes correctivos

COSTES DE EXPLOTACIÓN P.E.

58%

23%

8%6% 5%

O&M AEs Seg+Canones+Imp.localGestion+Administracion Mant.Electrico+vialesOtros

COSTES EXPLOT. P.E. Euros/MW-año Euros/MWhO&M AEs 18.700 8,5Seg+Canones+Imp.local 7.700 3,5Gestion+Administracion 2.640 1,2Mant.Electrico+viales 1.980 0,9Otros 1.760 0,8Fijos, euros/MW-año 14.080Variables, Euros/MWh 8,5Total, Euros/MWh 14,9

Heq 15% : 2.300 ⇒ 1.950O&M: A partir de 7º año, 30%, y 10º año en adelante sin a penas experienciaResto: Esperable que seguros 20-50%

Son el gran coste de la O&M. Marcará la diferencia de rentabilidad a L/PEsperable que entre los 7 y 15 años se tengan que reponer los componentes principales al 80% AEs, y otro 30% p/averías en 20 años v.u. Coste referido a total(AE): Palas(20-25%) –Multiplicadora (15-20%) – Generador (5-8%)

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9. REPOWERING DE P.E.

Cimentaciones: Asentar y soportar mayores cargasTorres: Mayor alturaMáquina: Palas, rotor, y tren de potencia y convertidor superiores. Nacelle y sistema del yaw mayoresCables, trafos y celdas: mayor capacidad, y hasta reconfiguración total de ubicación de elementosLíneas eléctricas: reconfiguración y nuevo trazado de zanjas y cableado. Posible modificación de tensión SET: trafo de potencia, y aparellaje AT de mayor capacidad. Renovación y redimensionado de sist. MT

Experiencias en otras tecnologíasU. Nucleares: ampliación de vida y leve repotenciación(intercambiadores reactor, y rotores TV)U.Térmicas: modificación de combustible, y extensión de vida (quemadores, molinos, superficies de caldera, válvulas, tubería, componentes TV como -directrices, rotores o alabes, caja toberas-, generador y excitatriz) Hidráulicas: extensión de vida y repotenciaciónmoderada (rotor, cojinetes, distribuidores, válvulas, generador, excitatriz, y automatizaciones)No es práctica muy extendida, y las mejores experiencias han sido promovidas por criterios de supervivencia: obligada extensión de vida útil, o forzado cambio de combustible

Componentes afectados en Parques Eolicos

REPOWERING

Modificaciones, Renovaciones, y Ampliaciones de equipamientos para renovar una instalación al objeto de extender su vida útil y/o de incrementar su potencia y/o rendimiento y/o disponibilidad

¿Qué es el Repowering?

¿Qué es el Repowering en Parques Eólicos?Ampliación-Renovación-Modificación de equipos de “mismo calibre” (Ampliación y/o extensión de v.u.) o de mayor capacidad y eficiencia (Repotenciación y extensión de v.u.)Sin experiencia significativaFactor diferencial en tecnología eólica: existencia de parques en emplazamientos de alto recurso con tecnología antigua de baja eficiencia y aprovechamiento que lo pueden hacer atractivo

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9. REPOWERING DE P.E.

Repowering más cuestión de promoción que técnica

Exige proyecto. Reconfiguración de posiciones, alturas, potencias, lineas, …Exige Permisos y licencias Construcción: Derribo, restauración, y reconstrucción. Refuerzo de SET y línea de evacuaciónVentaja: socialmente instalación ya aceptada

Cuando hacer Repower? Causas y Razones?

1. Análisis de estado. Vida útil remanente? Repuestos y Servicios?. Es o no posible seguir con la explotación del PE

2. Análisis de plausibilidad: Capacidad de evacuación de red, necesidad de Permisos y Licencias administrativas

3. Análisis de ingresos-costes: Balance de beneficios. Por un lado aumento de ingresos (+ potencia y aprovechamiento), y descenso de costes O&M (tecnología a abandonar obsoleta y gastada) y por otro necesidad de Inversión (se evitan costes de promoción y se aumentan en construcción por derribos)

4. Zonas con aumento de horas interesante. Sin aumento de potencia ni de horas, solo viable en final de vida útil

5. Valores aprox:Inversión: 75-90% ref/ nuevo (Dependiendo de ahorros en promoción y conexión a red)Costes O&M: 50-70% de P.E. con > 8 añosHeq: > 30-50% para rotores 40 a 80 m diam.

REPOWERING DE PARQUES EOLICOS

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1. El sector vive un proceso de concentración. Cinco empresas copan el 75% de la generación eólica, y cuatro son empresas eléctricas tradicionales

2. Tendencia de apertura y aumento de competencia incipiente en el mercado de O&M. Algunos tecnólogos se empiezan a desligar de la O&M con garantías dejando la gestión y responsabilidad al Promotor. A la vez, empresas tradicionales de montaje y mantenimiento se interesan por entrar en el sector

10. CONCLUSIONES. O&M PARQUES EOLICOS

3. El crecimiento de sector influido por los procesos anteriores ha provocado una mayor participación y gestión técnica de los Promotores que están empezando a ejercer de verdaderos dueños de sus activos. La reglamentación y los DD han empujado esta tendencia

4. La generación eólica es una tecnología que se ha consolidado como una tecnología más en el sector eléctrico con un peso y cuota significativos y que ha obligado a introducir y adoptar nuevos métodos de gestión en el sistema

5. Los promotores han tomado conciencia y empezado a preocuparse por la vida útil y gestión de sus activos comprendiendo la incertidumbre existente y la relevancia e influencia que tiene en el rendimiento de las inversiones y de los proyectos

6. Avance en homogenización con resto de industrias: Implantación de sistemas de gestión de Mantenimiento potentes, y comunes a los parques gestionados. Entienden que es fundamental para la adquisición de conocimiento, análisis y control homogéneo de todos los activos, para poder ganar independencia y autodirección restando vulnerabilidad y dependencia del tecnólogo.

adaptación del mantenimiento en sistemas eólicos · limpieza de intercambiador y filtros megado...

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