Instalación y O&M en los dispositivos de energía marina

La instalación e operación y mantenimiento de dispositivos de energía marina son relativamente caros. Se estima que los costos anuales de operación y mantenimiento de los dispositivos de energía oceánica pueden llegar a alcanzar de 3.4 a 5.8% del gasto de capital en comparación con el 2.3 a 3.7% para la energía eólica marina. Una forma de reducir esos costes es estandarizar los equipos y procedimientos mediante la cooperación en los campos de la investigación e industrial. Otras opciones de mejora prometedoras incluyen el uso de herramientas de modelado para mejorar el diseño y diseño de la matriz, lo que conducirá a una mayor eficiencia del dispositivo y la matriz y una reducción de costes.

• Instalación

Hasta ahora, solo se han instalado unos pocos dispositivos a gran escala y, por lo tanto, la experiencia práctica es limitada. Sin embargo, el sector de la energía marina puede aprovechar la tecnología y los conocimientos de otras tecnologías de energía en alta mar. El equipo de instalación de la industria del petróleo y el gas podría usarse, pero podría ser demasiado costoso ya que para los proyectos de energía marina, los costos de instalación son responsables de una alta parte de los costos de inversión. La instalación de dispositivos de energía oceánica debe ser fácil y rápida para reducir los costos del proceso de instalación. En el caso de los dispositivos de marea, este también es un requisito previo importante porque la instalación debe realizarse durante la marea floja, lo que significa un período de tiempo limitado.

El proceso de instalación y los costos de los dispositivos de olas y mareas dependerán significativamente de la ubicación. Por ejemplo, los convertidores de energía de las olas en tierra podrían necesitar cimientos sólidos e infraestructura pesada. Lo mismo ocurre con los dispositivos de marea montados en la parte inferior que exigen unos cimientos importantes. El amarre de dispositivos flotantes con anclajes de arrastre parece ser una solución muy económica, mientras que en algunos casos las características del fondo marino demandarán otros tipos de amarres más caros, como los amarres apilados con pines. Solo unos pocos documentos han tratado de establecer modelos o herramientas para evaluar las necesidades de recursos para los requisitos de instalación en términos de tiempo y coste.

• Operación y mantenimiento

Los dispositivos de energía oceánica funcionarán en entornos hostiles. Las demandas de supervivencia y confiabilidad son altas ya que los impactos económicos debido a fallas pueden ser importantes. Los costos de mantenimiento para los dispositivos de energía marina serán altos como para cualquier otra tecnología offshore y tendrán una alta proporción de los costos de por vida.

Los problemas más comunes que enfrentarán los dispositivos de energía oceánica son las incrustaciones biológicas (amarres, partes flotantes o sumergidas del dispositivo) y la corrosión. La investigación necesita desarrollar recubrimientos especiales que eviten la contaminación biológica y la corrosión, pero también materiales de sellado y materiales de aislamiento eléctrico para ambientes salinos. Los desarrolladores apuntan a reducir los intervalos de mantenimiento creando dispositivos muy robustos y diseñando dispositivos para facilitar el mantenimiento.

La investigación actual trata de modelar la confiabilidad y las posibles tasas de falla de las devociones de energía oceánica. La prueba de dispositivos en entornos que pueden producir las mismas condiciones que en aguas reales es un requisito previo para evaluar la fiabilidad de los dispositivos y componentes. Además, los parámetros de diseño de la matriz (por ejemplo, el espaciamiento del dispositivo) tienen un impacto en las actividades de mantenimiento y los costos, y esto no se entiende muy bien hasta ahora.

Un aspecto importante que debe tenerse en cuenta al diseñar dispositivos de energía marina y desarrollar proyectos de energía oceánica es que las actividades de mantenimiento y reparación solo pueden llevarse a cabo en condiciones climáticas favorables. Los análisis de ventanas meteorológicas estudian los niveles de acceso en términos de una serie de características climáticas (por ejemplo, altura de las olas, velocidad del viento). La inaccesibilidad de los dispositivos de energía oceánica para el mantenimiento y la reparación puede requerir otras estrategias de mantenimiento, como el mantenimiento en tierra, para garantizar la viabilidad económica de los proyectos. 

• Estado de la Investigación

Aun no se han instalado granjas de convertidores de energías marinas. Sin embargo, se han creado modelos que permiten capturar los efectos de las matrices en la hidrodinámica, así como la potencia de salida. Dado que no hay experiencia a largo plazo con dispositivos disponible en relación con la operación comercial y el mantenimiento, solo hay unos pocos artículos publicados que intentan evaluar las necesidades de recursos para la instalación (por ejemplo, tiempo, coste). Los parámetros de diseño de la matriz, como el espacio entre dispositivos, pueden tener un impacto en las actividades y costes de operación y mantenimiento. Con respecto a la confiabilidad y el rendimiento, la investigación actual intenta modelar la confiabilidad y las posibles tasas de falla de los dispositivos de energía oceánica.

Source:

Uihlein, A., & Magagna, D. (2016). Wave and tidal current energy – A review of the current state of research beyond technology. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 58, 1070–1081.

Kuang, C. P., Huang, H. C., Pan, Y., & Gu, J. (2012). A Literature Review of Tidal Power Generation with Coastal Reservoir. Advanced Materials Research, 512-515, 900–904.

Aderinto, T., & Li, H. (2018). Ocean Wave Energy Converters: Status and Challenges. Energies, 11(5), 1250.