Parques eólicos marinos para probar el negocio en aguas profundas

Los defensores de las plataformas eólicas marinas flotantes dicen que son más baratas de operar e instalar, menos perturbadoras para la vida marina y tienen un mayor rendimiento que las alternativas cercanas a la costa. Crédito de la imagen – WindFloat

A medida que las turbinas eólicas se vuelven cada vez más vistas familiares a lo largo de las costas, los desarrolladores de plataformas flotantes en alta mar, que aprovechan los poderosos vientos mar adentro, buscan establecer sus tecnologías como una importante fuente viable de energía limpia.

Las turbinas eólicas marinas fijadas en el fondo, con cimientos en el lecho marino, se enfrentan a restricciones de profundidad y solo pueden usarse en aguas costeras relativamente poco profundas.

En cambio, las plataformas flotantes en alta mar se pueden construir e instalar en casi cualquier entorno marino. Son más baratas de operar e instalar, más amigables con el medio ambiente para la vida marina y tienen una mayor producción, según quienes están detrás de las tecnologías.

Además, colocar las turbinas en alta mar las expone a la potencia generadora de vientos más fuertes.

"Cuanto más te alejes de la costa, más viento tendrás normalmente", dijo José Pinheiro, director de proyectos de la empresa de energía EDP Renewables.

Viabilidad comercial

La compañía energética forma parte del consorcio WindPlus, formado por Energias de Portugal, REPSOL y Principle Power Inc., que ha obtenido un préstamo de 60 millones de euros del Banco Europeo de Inversiones bajo el instrumento InnovFin Energy Demonstration Projects. Esto le permitirá ampliar un proyecto piloto de demostración, WindFloaty llevarlo a aguas más profundas.

"Con esta tecnología WindFloat, tenemos más capacidad de aprovechar el viento donde más existe", dijo Pinheiro, y agregó que esto significaba que había muchos más sitios potencialmente disponibles que para la energía eólica fija.

Una estudio 2017 mostró que la generación de energía eólica en algunas áreas oceánicas puede exceder la generación de energía en tierra por un factor de tres o más. Sin embargo, la tecnología aún se encuentra en su mayor parte en la fase de prueba, ya que las bases de las turbinas flotantes deben diseñarse de manera diferente a aquellas cercanas a la costa.

Pinheiro dijo que la nueva financiación para el proyecto WindFloat Atlantic, que se instalará en un sitio frente a la costa norte de Portugal, es crucial para mostrar la viabilidad comercial de la tecnología. También es una prueba a largo plazo de sus atributos técnicos en condiciones difíciles.

La plataforma semisumergible de tres columnas contará con una turbina de 8,4 megavatios, flotando en aguas de 85 a 95 metros de profundidad. Estará anclada en tres puntos, como es común en las instalaciones de producción de petróleo y gas en aguas profundas.

"El escalado puede reducir mucho los costes unitarios, por lo que realmente estamos contribuyendo a demostrar que la eólica marina flotante puede lograr los objetivos que se han establecido", dijo Pinheiro. "También puede mostrar la convergencia de la tecnología con oportunidades comerciales en todo el mundo".

WindFloat Atlantic busca aprovechar la construcción y el montaje en tierra para reducir costes, y no es el único que elige ese camino.

'Cuanto más te alejes de la costa, más viento tendrás normalmente'.

José Pinheiro, director de proyectos, EDP Renovables

Flotador híbrido

Ocean Flow Energy, con sede en el noreste de Inglaterra, lidera FLOWSPA , un proyecto para desarrollar una nueva plataforma de apoyo a la energía eólica marina, Starfloat, basada en dos conocidos sistemas de plataforma utilizados en la producción de petróleo y gas en alta mar.

El coordinador del proyecto, Graeme Mackie, dice que su diseño consiste en un mástil flotante, una estructura utilizada en la producción de petróleo en aguas profundas que parece "una torre que flota (verticalmente) en el mar" que está amarrada con cadenas y anclas en el lecho marino.

Normalmente, la tecnología spar debe sumergirse en aguas extremadamente profundas, por lo que para reducir este requisito, el equipo ha agregado un "collar" de flotabilidad semisumergido compuesto por varios flotadores que rodean el cuello del mástil en la línea de flotación y lo mantienen elevado. Este híbrido satisface las demandas de estabilidad y movimiento incluso en entornos hostiles.

Los ingenieros de FLOWSPA idearon una estrategia de ensamblaje que permite que la plataforma se construya fácilmente en los astilleros terrestres existentes y alista las economías locales, que han estado en declive en muchas partes del mundo. Luego, la turbina se remolca hacia aguas profundas.

La simplicidad del diseño, el uso de las instalaciones de construcción naval existentes y el montaje cercano en lugar de la construcción in situ, así como la puesta en marcha más económica de la plataforma completa, contribuyen a reducir los costes, dijo Mackie.

Su objetivo es generar electricidad a unos 60 euros por megavatio/hora, competitivo con los parques eólicos costeros actuales, para una instalación a gran escala.

"Esto se puede lograr si construyes estos dispositivos en una producción seria", agregó Mackie.

Para que las plataformas eólicas de aguas profundas estén listas y funcionando rápidamente, SATH ha adoptado un enfoque diferente en su diseño, que comprende un casco doble con placas sumergidas y está construido principalmente de hormigón, en lugar de acero.

Se construye y ensambla en tierra y luego se remolca hasta su posición final y se engancha, en un solo punto, a las cadenas de amarre preinstaladas.

"Puede girar, por lo que siempre está de cara al viento", dijo David Carrascosa, director de tecnología de Saitec Offshore Technologies, coordinador del proyecto. 'La conexión mecánica (para el punto de amarre) es a través de un rodamiento, y la conexión eléctrica a través de un pivote eléctrico giratorio.'

Tener un único punto de conexión y cables de transmisión de energía en el mar permite que la plataforma se conecte rápidamente a la infraestructura de amarre.

Ser capaz de construir en tierra e instalar rápidamente las plataformas significa que SATH evita los costosos problemas climáticos que pueden interrumpir instalaciones más complicadas y que consumen más tiempo.

Carrascosa dijo que el enfoque de materiales y construcción de la plataforma, que utiliza recursos locales, significa que se puede producir en masa en sitios de todo el mundo, cerca de donde se desplegarán las turbinas eólicas.

Vida marina

Con menores gastos de capital y operativos, se obtienen importantes ahorros de costos durante la vida útil de la plataforma, particularmente en profundidades superiores a los 50 metros.

"Al hacer que la producción eólica marina flotante sea más competitiva, podemos ver un gran mercado por delante, y ese es un objetivo para todos nosotros", dijo Carrascosa.

A pesar de los diferentes enfoques de ingeniería y materiales de los proyectos, todos dicen que han adoptado métodos de construcción e instalación que reducen su impacto en la vida marina, en comparación con las instalaciones fijas.

Dado que gran parte de la construcción y el montaje se realiza en tierra o en las cercanías, los proyectos pueden minimizar los niveles de ruido que los investigadores citan como un problema importante para los mamíferos marinos. Carrascosa dijo también se reduce al evitar la necesidad de incrustar estructuras importantes en el lecho marino.

"La gente (en la industria) es realmente consciente de estos problemas que afectan a los mamíferos y eso es algo que se puede evitar mediante el uso de soluciones flotantes", agregó.

La investigación en este artículo fue financiada por la UE. Si te ha gustado este artículo, considera compartirlo en las redes sociales.

La cuestión

Las empresas europeas innovadoras a menudo no consiguen financiación para construir los proyectos de demostración a gran escala necesarios para convertir sus ideas en tecnologías o servicios comercialmente viables. Esto significa que pueden caer en el llamado valle de la muerte entre la innovación y la comercialización.

Para cerrar esta brecha y apoyar la implementación del Plan Estratégico de Tecnología Energética de la UE, la Comisión Europea y el Banco Europeo de Inversiones crearon los Proyectos de demostración de energía InnovFin Se dispone de hasta 800 millones de euros para ayudar a las empresas a demostrar la viabilidad comercial de sus proyectos únicos en los campos de las energías renovables, el almacenamiento de energía, las redes inteligentes y la utilización y el almacenamiento de la captura de carbono.

El préstamo de Windfloat es el quinto acuerdo de este tipo y, con 60 millones de euros, el más grande hasta el momento. Los préstamos anteriores incluyen 52,5 millones de euros para la fabricación de celdas de batería para uso en transporte, almacenamiento de energía e industria, 30 millones de euros para una planta de gasificación para convertir residuos de madera y desechos industriales en electricidad y calor, 15 millones de euros para establecer una línea de fabricación para tecnología fotovoltaica nueva y altamente eficiente, y 10 millones de euros para construir una unidad de demostración que convierte la energía de las olas en energía eléctrica.