Energía Eólica Offshore: Soluciones de Conectividad para Condiciones Extremas

En Alemania, está previsto continuar con la expansión de la energía eólica marina. Con la reciente actualización de la Ley Alemana de Energía Eólica Marina (Offshore Wind Energy Act), los objetivos del gobierno alemán son mejorar la fiabilidad y garantizar la estabilización a largo plazo de las actividades de expansión. Para las industrias implicadas, esto significa que la demanda de componentes de alto rendimiento y gran fiabilidad, desde los aerogeneradores hasta las conexiones a la red eléctrica, seguirá siendo elevada durante muchos años.

En este contexto, los cables y conductores también desempeñan un papel fundamental. En alta mar, son habituales unas condiciones ambientales que exigen el máximo rendimiento a los componentes eléctricos. Al mismo tiempo, estos sistemas son cada vez más eficientes y las exigencias de disponibilidad continúan aumentando. Por ello, existe una gran demanda de infraestructuras eléctricas capaces de funcionar de forma fiable en entornos tan exigentes.

Sin embargo, no todos los cables son iguales. Dependiendo de la ubicación y la aplicación dentro de la turbina eólica, los requisitos pueden variar significativamente

Los cables situados dentro de lo que se conoce como el “bucle de cable” (cable loop) se enfrentan a un desafío especialmente exigente. Debido a que la góndola o nacelle del aerogenerador gira siguiendo la dirección del viento, los cables de baja y media tensión instalados en esta zona están sometidos constantemente a esfuerzos de torsión, es decir, a un retorcimiento continuo sobre su propio eje. Los cables convencionales no están diseñados para soportar este tipo de cargas mecánicas durante largos periodos de tiempo.

Para esta aplicación específica, HELU ha desarrollado la serie HELUWIND WK Torsion, que incluye los modelos WK 110, WK 135 y WK 137. Estos cables de baja tensión están diseñados para soportar niveles de torsión de ±150 grados por metro. La serie HELUWIND WK ha sido sometida a ensayos con más de 18.000 ciclos de torsión.

Además de su resistencia mecánica, la serie HELUWIND WK destaca por otras importantes prestaciones. Estos cables son resistentes a los rayos UV y al ozono, están libres de halógenos, ofrecen una elevada resistencia a la abrasión y a los aceites, y han sido diseñados para funcionar de forma fiable en entornos con alta presencia de salinidad.

Su rango de temperatura de servicio abarca desde -40 °C hasta +90 °C, tanto en aplicaciones con movimiento continuo como en instalaciones fijas. Asimismo, según el tipo de cable, la serie HELUWIND WK cumple con los requisitos de las normas IEC 60332-1-2/3 para resistencia a la propagación de la llama, IEC 60754-1 para cables libres de halógenos e IEC 61034-2 para densidad de humos. Además, las certificaciones UL/CSA de los modelos WK 135 y WK 137 permiten su utilización a nivel mundial.

En los sistemas modernos de energía eólica, los sistemas de comunicación adquieren cada vez más complejidad e importancia. Los sensores miden continuamente las condiciones de funcionamiento, los sistemas de control procesan la información y los distintos componentes intercambian datos entre sí de forma constante.

Por ello, los cables de fibra óptica, así como los cables de datos, bus y control, se han convertido en elementos clave para garantizar la disponibilidad de la instalación. Dependiendo de la aplicación concreta, deben ser resistentes a las interferencias electromagnéticas, a los aceites y a la radiación UV, o estar diseñados para soportar movimiento continuo y amplios rangos de temperatura.

Esto significa que los ingenieros deben considerar mucho más que la simple velocidad de transmisión. El cable también debe contar con las especificaciones mecánicas y eléctricas adecuadas para la aplicación prevista

Resulta molesto cuando una máquina sufre una avería en una planta de producción. Sin embargo, en una instalación offshore, este tipo de fallos puede provocar rápidamente interrupciones muy costosas. Las tareas de mantenimiento y reparación en el mar son complejas y, además, pueden depender de las condiciones meteorológicas y del estado del oleaje.

Por este motivo, es aún más importante garantizar, antes de iniciar la construcción, que la tecnología de conexión seleccionada sea la adecuada para la aplicación prevista. No se trata únicamente de considerar la sección de los conductores o la tensión de servicio. También deben tenerse en cuenta factores como la torsión, el radio de curvatura, el rango de temperatura, la resistencia a los rayos UV, al ozono y a los aceites, el comportamiento frente al fuego y los requisitos de las normas aplicables.

Para asegurar que sus cables y conductores cumplen con estas exigencias, HELU dispone de un moderno centro de ensayos propio que incluye una réplica de un aerogenerador, diseñada específicamente para realizar pruebas de torsión en cables destinados a aplicaciones eólicas. Además, este centro de ensayos cuenta con instalaciones para realizar pruebas de resistencia al fuego, a la abrasión y a la flexión

Un aerogenerador no plantea un único requisito para los cables, sino una amplia variedad de exigencias. Un cable sometido a movimiento continuo dentro de un bucle de cable (cable loop) debe soportar cargas muy diferentes a las de los cables de potencia, datos, sensores o comunicación instalados en posiciones fijas.

Precisamente por esta razón, resulta aconsejable integrar la tecnología de conexión eléctrica en las primeras fases de planificación de una instalación y no limitar la selección de los cables únicamente a sus parámetros eléctricos sobre el papel. También es fundamental considerar las condiciones mecánicas y ambientales reales a las que estarán expuestos durante toda su vida útil.