Aquest prototip és el primer del món pensat per ser utilitzat en aerogeneradors de mitjana potència. Els materials superconductors simplifiquen el sistema, i el fan més fiable i eficient. És un projecte d'investigadors del CSIC i l'empresa Gamesa.
Esquema d'un aerogenerador convencional. La caixa d'engranatges del multiplicador és molt més voluminós que el generador. Amb el nou generador superconductor, el multiplicador podria ser menys pesat i voluminós.Els materials superconductors són materials sense resistència elèctrica (pel que poden conduir electricitat sense produir calor). També en el camp de la generació d'energia són prometedors: l'ús d'imants basats en bobines superconductores en generadors disminueix el seu pes i dimensions, així com les pèrdues per escalfament.
Avançar en aquest camp és el que es persegueix amb el projecte desenvolupat per Gamesa Innovation and Technology, empresa espanyola líder en el camp de l'energia eòlica, junt amb l’Institut de Ciència de Materials de Barcelona (ICMAB) del CSIC i l'Institut de Ciència de materials d'Aragó (ICMA), centre mixt del CSIC i de la Universidad de Zaragoza.
El projecte, que ha estat parcialment finançat pel Ministeri d'Innovació i Competitivitat (Reptes Col•laboració RTC-2014-1740-3), ha finalitzat amb èxit la primera fase de desenvolupament amb un primer prototip de generador elèctric superconductor de mitjana velocitat per a ser utilitzat de manera directa en molins eòlics convencionals de potència intermèdia (de la classe 2 MW).
Es tracta d'un generador més lleuger que pot obtenir la mateixa potència o més que els generadors convencionals amb una velocitat de rotació inferior (un terç de l'habitual). A més, és més lleuger que un generador convencional, de manera que el multiplicador (el conjunt d'engranatges que transmet i multiplica el moviment de les pales al generador) no ha de fer tant esforç per moure-ho. Això permet reduir el pes del conjunt, així com els engranatges del multiplicador, el que simplifica i alleugereix l'estructura del conjunt mecànic general.
És un generador més lleuger que pot obtenir la mateixa potència o més que els generadors convencionals amb una velocitat de rotació inferior
Aquest és un punt crític dels aerogeneradors, segons expliquen els responsables del projecte. Els engranatges del multiplicador han de resistir molts esforços mecànics. Si es redueix la velocitat de rotació es redueix el nombre d'engranatges necessaris, s'alleugereix el pes i, el resultat és menys esforç mecànic i menys inèrcia. Es redueix el risc de parades per avaries i el manteniment és menys complex.
Vista parcial del generador superconductor, en les proves en laboratori.A més, el generador elèctric superconductor no incorpora ferro en el seu circuit magnètic i fa servir menys coure que els convencionals, el que dóna lloc a una major eficiència i a menor dissipació d'energia en forma de calor, el que al seu torn redueix la necessitat de refrigeració.
Els avantatges que ofereix aquest nou tipus de generadors elèctrics amb materials superconductors són múltiples: es simplifica tota l'estructura mecànica interior de l'aerogenerador així com el sistema electrònic; se simplifica el muntatge i el manteniment; disminueix el risc d'avaries; i es perllonga el temps entre cada intervenció de manteniment.
En un horitzó proper, quan s'incrementi la producció de materials superconductors i el seu preu es redueixi, també es reduirà els costos d'aplicacions derivades. La futura implantació d'aquest tipus de generador elèctric superconductor en els aerogeneradors obre una nova perspectiva per a la indústria eòlica, fent més eficients i robustos els molins eòlics i abaratint la producció d'energia.
Aquest prototip suposa la culminació de la primera fase d'aquest projecte, que es va finalitzar a principis del 2016. El prototip s'ha construït a mida real i s'han realitzat amb èxit els assajos en laboratori.
Ara, l’Institut de Ciència de Materials de Barcelona, l'Institut de Ciència de Materials d'Aragó, i l’empresa Gamesa continuen actualment col·laborant per a poder realitzar assajos de camp i oferir noves solucions tecnològiques innovadores i viables en aquest sector.