La norma IEC 61400 es un conjunto de requisitos de diseño creados para garantizar que las turbinas eólicas estén diseñadas adecuadamente contra daños por peligros durante la vida útil planificada. La norma se ocupa de la mayoría de los aspectos de la vida útil de la turbina, desde las condiciones del sitio antes de la construcción hasta las pruebas de los componentes de la turbina, [1] el ensamblaje y la operación.
Las turbinas eólicas requieren una inversión intensiva de capital y normalmente se compran antes de su montaje y puesta en funcionamiento .
Algunas de estas normas proporcionan condiciones técnicas verificables por un tercero independiente y, como tales, son necesarias para realizar acuerdos comerciales que permitan financiar y montar turbinas eólicas. [1]
La IEC comenzó a estandarizar la certificación internacional sobre este tema en 1995, y la primera norma apareció en 2001. [1]
El conjunto común de normas a veces sustituye a las diversas normas nacionales, formando una base para la certificación global. [1]
Las turbinas eólicas pequeñas se definen como aquellas con un área de barrido de hasta 200 m2 y una norma IEC 61400-2 algo simplificada aborda este tema. También es posible utilizar la norma IEC 61400-1 para turbinas con un área de barrido de menos de 200 m2 .
Normas IEC, API, ISO, etc. utilizadas para certificar turbinas eólicas marinas en EE. UU.
En los EE. UU., las normas están pensadas para ser compatibles con las normas IEC, [3] y algunas partes de la 61400 son documentación obligatoria. [4] [5]
El Laboratorio Nacional de Energía Renovable de Estados Unidos participa en el trabajo de desarrollo de normas IEC [3] [6] y prueba equipos de acuerdo con estas normas. [7] Sin embargo, para las turbinas marinas de Estados Unidos, se necesitan más normas, y las más importantes son:
ISO 19900, Requisitos generales para estructuras offshore
ISO 19902, Estructuras fijas de acero para instalaciones offshore
ISO 19903, Estructuras fijas de hormigón para instalaciones offshore
ISO 19904-1, Estructuras flotantes offshore: monocascos, semisumergibles y mástiles
ISO 19904-2, Estructuras flotantes offshore - plataformas con patas de tensión
API RP 2A-WSD, Práctica recomendada para la planificación, diseño y construcción de plataformas fijas de acero en alta mar: diseño de esfuerzos de trabajo. [8]
En Canadá, las normas nacionales anteriores estaban obsoletas y obstaculizaban la industria eólica, y fueron actualizadas y armonizadas con la 61400 por la Asociación Canadiense de Normas con varias modificaciones. [9] [10]
Está prevista una actualización de la norma IEC 61400 para 2016. [11]
En el caso de las turbinas eólicas pequeñas, la industria mundial ha estado trabajando para armonizar los requisitos de certificación con el objetivo de "probar una vez, certificar en todas partes". Se ha producido una importante cooperación entre el Reino Unido, los EE. UU. y, más recientemente, Japón, Dinamarca y otros países, de modo que la norma IEC 61400-2, tal como se interpreta en el marco, por ejemplo, del sistema de certificación MCS (de origen británico), sea interoperable con la de los EE. UU. (por ejemplo, cuando corresponde a una norma de la AWEA para turbinas eólicas pequeñas) y otros países.
Clases de generadores de turbinas eólicas (WTG)
Las turbinas eólicas están diseñadas para condiciones específicas. Durante la fase de construcción y diseño se hacen suposiciones sobre el clima eólico al que estarán expuestas las turbinas eólicas. La clase de viento de la turbina es solo uno de los factores que se deben tener en cuenta durante el complejo proceso de planificación de una planta de energía eólica . Las clases de viento determinan qué turbina es adecuada para las condiciones de viento normales de un sitio en particular. Las clases de turbina se determinan por tres parámetros: la velocidad promedio del viento, las ráfagas extremas de 50 años y la turbulencia. [12]
La intensidad de la turbulencia cuantifica cuánto varía el viento, normalmente en un período de 10 minutos. Debido a que las cargas de fatiga de varios componentes principales de una turbina eólica son causadas principalmente por la turbulencia, el conocimiento de cuán turbulento es un sitio es de importancia crucial. Normalmente, la velocidad del viento aumenta con la altura debido a la cizalladura vertical del viento . En terreno llano, la velocidad del viento aumenta logarítmicamente con la altura. En terreno complejo, el perfil del viento no es un simple aumento y, además, puede ocurrir una separación del flujo, lo que lleva a un aumento considerable de la turbulencia. [13]
Las velocidades extremas del viento se basan en la velocidad media del viento durante 3 segundos. La turbulencia se mide a una velocidad del viento de 15 m/s. Esta es la definición de la norma IEC 61400-1, edición 2.
Sin embargo, en aguas estadounidenses varios huracanes ya han superado la clase de viento Ia con velocidades superiores a los 70 m/s (156 mph), y se están realizando esfuerzos para proporcionar estándares adecuados. [8] En 2021, TÜV SÜD desarrolló un estándar para simular una nueva clase de viento T1 para ciclones tropicales. [14]
Lista de partes de la norma IEC 61400
Requisitos de diseño IEC 61400-1:2005+AMD1:2010
IEC 61400-2:2013 Aerogeneradores pequeños
IEC 61400-3:2019 Requisitos de diseño para turbinas eólicas marinas
IEC 61400-4:2012 Requisitos de diseño para cajas de engranajes de turbinas eólicas
IEC 61400-6:2020 Requisitos de diseño de torres y cimientos
IEC 61400-11:2012 Técnicas de medición de ruido acústico
IEC 61400-12-1:2005 Mediciones del rendimiento energético de turbinas eólicas productoras de electricidad [15]
IEC 61400-12-2:2013/COR1:2016 Rendimiento energético de turbinas eólicas productoras de electricidad basado en la anemometría de la góndola / Corrigendum 1
IEC 61400-12-1:2017 Mediciones del rendimiento energético de turbinas eólicas productoras de electricidad / Dispositivos de teledetección como mediciones Sodar y lidar [16]
IEC 61400-13:2015 Medición de cargas mecánicas
IEC TS 61400-14:2005 Declaración de nivel de potencia acústica aparente y valores de tonalidad
IEC 61400-21:2008 Medición y evaluación de las características de calidad de la energía de las turbinas eólicas conectadas a la red
IEC 61400-22:2010 Pruebas de conformidad y certificación (IEC 61400-22:2010 fue retirada el 31 de agosto de 2018 y reemplazada por los entregables para el sector eólico (WE-OMC) contenidos en el Sistema de evaluación de conformidad IECRE).
IEC 61400-23:2014 Pruebas estructurales a escala real de palas de rotor
IEC 61400-24:2010 Protección contra rayos
IEC 61400-25 -1:2006 Comunicaciones para monitorización y control de plantas de energía eólica - Descripción general de principios y modelos
IEC 61400-25-2:2015 Comunicaciones para monitorización y control de parques eólicos - Modelos de información
IEC 61400-25-3:2015 Comunicaciones para monitorización y control de parques eólicos - Modelos de intercambio de información
IEC 61400-25-4:2008 Comunicaciones para monitorización y control de plantas de energía eólica - Asignación a perfil de comunicación
IEC 61400-25-5:2006 Comunicaciones para monitorización y control de plantas de energía eólica - Pruebas de conformidad
IEC 61400-25-6:2010 Comunicaciones para monitorización y control de plantas de energía eólica - Clases de nodos lógicos y clases de datos para monitorización de condiciones
IEC TS 61400-26-1:2011 Disponibilidad basada en el tiempo para sistemas de generación de turbinas eólicas
IEC TS 61400-26-2:2014 Disponibilidad basada en producción para turbinas eólicas
IEC 61400-27-1:2015 Modelos de simulación eléctrica - Turbinas eólicas
^ abcd Woebbeking, Mike. "IEC TS 61400-22" páginas 1-2 y 9 Germanischer Lloyd , 2008. Consultado: 12 de marzo de 2011. Archivo
^ Folleto de Østerild, página 8
^ ab Dodge, Darrell M. "Desarrollo de estándares de consenso para la industria eólica" Laboratorio Nacional de Energías Renovables , 27 de febrero de 1996. Consultado el 16 de agosto de 2012. Cita: "Los estándares estadounidenses deben ser compatibles con los estándares IEC"
^ "Documentación de diseño requerida según IEC 61400-22".
^ ab Musial, WD; Sheppard, RE; Dolan, D.; Naughton, B. "Desarrollo de prácticas recomendadas para energía eólica marina en aguas estadounidenses" Página de introducción Laboratorio Nacional de Energías Renovables , abril de 2013. Consultado: 20 de noviembre de 2013. OSTI 1078076
^ "Las normas actualizadas impulsan el desarrollo de la energía eólica" Archivado el 18 de enero de 2013 en Wayback Machine, página 23, Recursos naturales de Canadá 2010. Recuperado: 16 de agosto de 2012. Cita: "las normas canadienses anteriores eran un impedimento para la industria"... "las armonizaron con las normas IEC"
^ "Motor de búsqueda | Recursos naturales de Canadá". www2.nrcan.gc.ca . Archivado desde el original el 10 de junio de 2015 . Consultado el 14 de enero de 2022 .
^ "Kæmpemøller får ny håndbog i Takt og Tone". EnergiWatch . 7 de octubre de 2015. Archivado desde el original el 7 de octubre de 2015 . Consultado el 7 de octubre de 2015 .
^ "Planificación de proyectos eólicos: clases de turbinas eólicas" Archivado el 25 de septiembre de 2011 en Wayback Machine Vestas . Consultado en octubre de 2011.
^ Langreder, Wiebke. "Ubicación de parques eólicos: aspectos básicos" Archivado el 29 de enero de 2012 en Wayback Machine. Suzlon Energy . Consultado en octubre de 2011.
^ "TÜV SÜD certifica aerogeneradores para regiones afectadas por tormentas tropicales". www.windtech-international.com . 8 de septiembre de 2021.
^ "Datos de rendimiento de la potencia de los aerogeneradores - Curva de potencia eólica". SgurrEnergy . Consultado el 18 de marzo de 2017 .
^ "Nuevo estándar refuerza los lidars". ReNews. 14 de marzo de 2017. Consultado el 14 de marzo de 2017 .
