PROYECTOS I+D EÓLICOS EN CURSO DE GRI RENEWABLE INDUSTRIES
1. INARI – Investigación de modelos de inteligencia artificial y redes neuronales disruptivos para la predicción de costes de fabricación de componentes eólicos con alta complejidad estructural
Actualmente el proceso de gestión de proyectos de fabricación en el mercado eólico a nivel mundial es extremadamente complejo debido al elevado número de parámetros técnicos de los productos cuyas especificaciones técnicas tienen un carácter único. Estos proyectos de fabricación tienen una alta variabilidad y están compuestos por un alto número de torres que pueden ser iguales o no, para una o varias localizaciones. Se emplean distintos materiales base (rango S320-S460), distintas potencias de aerogenerador (entre 2MW – 15MW), distintos espesores de chapa (10 mm-130 mm) y con importes de entre 1M y 100 M de euros aproximadamente. En este sentido, el cálculo de costes para las torres eólicas obedece a varios factores técnicos, principalmente los siguientes:
- Estudio estructural y de modelos CAD de cada subcomponente para proceder a su cotización individual asociado a los materiales y consumibles cuyo coste tiene una gran variabilidad debido a las importantes fluctuaciones de los mercados internacionales de materias primas.
- Cálculo de las horas asociadas a cada uno de los subprocesos de fabricación y áreas. Las especificaciones técnicas de cada torre determinarán las horas de fabricación necesarias en cada subproceso.
De esta situación tan compleja emerge el objetivo general del proyecto que es el de investigar sobre modelos de predicción de lead times de subproceso de fabricación y consumibles basado en redes neuronales avanzadas. Para ello ha sido necesario investigar un nuevo concepto integral de plataforma para la gestión del producto digital que se conecte a otros sistemas y procese la información relativa a los proyectos de fabricación. Esta plataforma deberá gestionar el flujo completo, coleccionar, procesar y modelar los datos recibidos para realizar una simulación avanzada de la producción. Con esta herramienta se ha optimizado de forma disruptiva el proceso de cotización de proyectos eólicos en todas las plantas del grupo y su posterior gestión digital.
El proyecto ha contado con el apoyo financiero de la Unión Europea NextGenerationEU.
2. PROYECTO FLOATWIND
GRI participa dentro del proyecto tractor INNCODIS (“DESARROLLO DE UN ECOSISTEMA INDUSTRIAL INNOVADOR PARA UN SECTOR NAVAL COMPETITIVO, DIVERSIFICADO Y SOSTENIBLE”), aprobado por Ministerio de Industria, Comercio y Turismo, dentro del programa de incentivos del Perte Naval.
Concretamente GRI lidera el proyecto primario FLOATWIND, que tiene como objetivo principal la investigación de nuevas soluciones de diseño y fabricación de superestructuras para eólica marina flotante.
La ejecución del proyecto revolucionará la fabricación de superestructuras marinas para aerogeneradores de nueva generación mediante la introducción de nuevos materiales avanzados, innovadoras tecnologías en estrategias de soldadura y detección de defectos y procesos mejorados de tratamiento superficial. Esta transformación, apoyada por la digitalización y tecnologías de Industria 4.0, optimizará la producción y mejorará la calidad estructural.
El proyecto pretende encarar estos retos con 6 grandes paquetes de trabajo:
- Análisis de requerimientos e investigación de tecnologías para la fabricación de superestructuras. Reducción de las dimensiones y el peso de las estructuras para eólica marina a través del uso de nuevos materiales. Además, se centra en tecnologías ciber físicas cruciales para la fabricación de superestructuras y en especificaciones para un modelo digital de fábrica integrada, abarcando procesos como el tratamiento superficial, soldadura e inspección.
- Nuevos procesos avanzados de soldadura. Investigación de nuevos procesos de soldadura de alta eficiencia así como nuevos materiales en la industria eólica offshore, aumentando la productividad del proceso y la calidad del producto obtenido.
- Nuevos procesos de tratamiento superficial para estructuras offshore. Investigación y desarrollo de nuevos procesos y esquemas de tratamiento superficial para estructuras eólica offshore capaces de mejorar la eficiencia del proceso garantizando la calidad y durabilidad del producto y mejorando al mismo tiempo el impacto ambiental mediante nuevas formulaciones.
- Investigación de sistemas inteligentes de inspección de estructuras offshore. Investigación en tecnologías avanzadas de inspección para estructuras offshore de gran volumen, buscando innovar en áreas que actualmente son manuales y posteriores a la fabricación obteniendo procesos disruptivos de inspección inteligente de grandes áreas superficiales
- Investigación de solución de gemelo digital para nuevos procesos. Diseño y validación de una estrategia de recopilación, gestión y análisis de datos para un gemelo digital. Se busca modelizar mediante esta entidad gemela digital procesos claves de la cadena de producción.
- Evaluación de una ruta disruptiva de fabricación para eólica offshore flotante. El objetivo es consolidar el conocimiento adquirido de las validaciones tecnológicas mediante estaciones experimentales «proof-of-concept» asociadas a cada paquete de trabajo anterior.
GRI Towers Sevilla facilitará un laboratorio industrial ubicado en el Centro de Innovación CIU3A, equipado con las herramientas necesarias para la creación de prototipos y ejecución de pruebas de concepto. La línea de desarrollo y pruebas de concepto en el área de inspección se realizarán en la planta de GRI Towers Galicia, donde se pueden entrenar sistemas inteligentes para la detección de defectos utilizando datos reales. Ambos equipos técnicos participan en proyecto.
Estas actuaciones han sido subvencionadas por el Ministerio de Industria, Comercio y Turismo a través del Mecanismo de Recuperación y Resiliencia y financiadas por la Unión Europea-Next Generation EU en el marco de las ayudas a actuaciones de integración y transformación de la cadena de valor industrial del sector naval, dentro del Proyecto Estratégico para la Recuperación y Transformación Económica para la modernización y diversificación del ecosistema naval español (PERTE NAVAL).
3. PROYECTO RISS
El proyecto RISS (Nueva ruta de fabricación de superestructuras eólicas inteligente, segura y sostenible), desarrollado en colaboración entre las empresas gallegas GRI TOWERS GALICIA, DALP INGENIERÍA Y AUTOMATIZACIÓN y TECFILTER, ha sido beneficiario de una ayuda en forma de subvención, enmarcada la convocatoria 2023 de ayudas para la iniciativa Fábrica Inteligente y Sostenible otorgada por la agencia Gallega de innovacion, orientada a proyectos de investigación industrial, desarrollo experimental e innovación centrados en tecnologías industriales innovadoras para apoyar a las empresas en su transición industrial, en línea con las prioridades europeas en materia de digitalización y pacto verde.
OBJETIVOS DEL PROYECTO
El contexto de las energías renovables actual y las tendencias de crecimiento de potencias en términos de GW instalados previstos para la próxima década en el sector eólico, da lugar a la necesidad de desarrollar aerogeneradores de mayor tamaño tanto en eólica terrestre como marina. Esta evolución exponencial de potencia en los últimos años y la que se producirá en la siguiente década conlleva a grandes retos tanto en el desarrollo de la tecnología propia del aerogenerador como los fabricantes de componentes. Especialmente tiene impacto en el desarrollo de las estructuras de soporte del aerogenerador como son las torres eólicas cuyo incremento en dimensiones y calidad estructural supone un reto tecnológico crítico para la obtención de una enérgica con un LCoe (Levelized Cost of Energy) adecuado.
En esta situación, el objetivo principal del proyecto RISS es el desarrollo de nuevas soluciones disruptivas para nueva ruta de fabricación inteligente, sostenible y segura de superestructuras eólicas terrestres y marinas que sirva de referencia mundial del sector eólico en próxima década para la nueva generación de torres eólicas. Se pretende obtener una transformación industrial completa del sector orientado a nuevos modelos sostenibles de tratamientos superficial y soldadura, soluciones inteligentes de seguridad industrial con tecnologías emergentes (como IA, Visión artificial o Ultrawideband) así como el desarrollo de plataformas digitales que integren las tecnologías habilitadoras de Industria 4.0 que permitan la completa hibridación del mundo físico con el digital, tanto en producto como en proceso, alcanzando así una mayor capacidad de resiliencia que permita las adaptaciones de la industria eólica al cambiante mercado energético.
El grupo GRI es uno de los mayores fabricantes de componentes eólicos a nivel mundial y GRI Renewable Industries es la matriz del grupo que lidera la gestión global corporativa de los más de 16 centros de fabricación e innovación del grupo. En este sector podemos afirmar que España es una de las potencias mundiales en investigación, desarrollo y uso de tecnologías de generación limpia como la eólica. Sin embargo, el sector eólico mundial se enfrenta a grandes retos como son el desarrollo de aerogeneradores de mayor altura, potencia y sus estructuras asociadas y en segundo lugar crear nuevas rutas de fabricación optimizada que den una respuesta competitiva y estructuralmente optima. INARI pretende generar conocimiento para abordar estos retos a través de la Investigación de modelos de inteligencia artificial y redes neuronales disruptivos para la predicción de costes de fabricación de componentes eólicos con alta complejidad estructural.