Necesidades de innovación en la eólica marina

 

La innovación es un aspecto crucial para que la industria eólica marina alcance su máximo potencial. Por innovar debemos entender la necesidad de desarrollar a los innovadores del mañana en lugar de anclarnos a viejas costumbres.

Efectos acústicos de la eólica marina

Los aerogeneradores marinos fijos al fondo y más implantados en la actualidad, generan una serie de ruidos submarinos tanto durante la instalación de las estructuras mediante varias técnicas que permiten el anclado de las cimentaciones como durante el periodo de operación de las turbinas.

Turbinas eólicas y residuos

 

Las turbinas eólicas generalmente no producen emisiones directas de CO2; sin embargo, existen varios impactos ambientales asociados con su fabricación, instalación y etapas de final de vida. Para que la energía eólica continúe produciendo una cantidad cada vez mayor de energía, se deben realizar mejoras en estas áreas para maximizar la sostenibilidad. La etapa final de vida será cada vez más importante en las próximas décadas, ya que se puede esperar que un rápido aumento en las tasas de instalación asociado a la eólica marina y un aumento igualmente rápido en las tasas de desmantelamiento a medida que las turbinas lleguen al final de su vida útil operativa de 20 a 25 años.

Subestaciones eléctricas en alta mar

Durante las primeras etapas del desarrollo de parques eólicos marinos, debido a la baja capacidad instalada y la pequeña distancia de transmisión a la red terrestre, no se requerían subestaciones marinas.  

La eólica marina para abastecer al Oil & Gas

En respuesta al calentamiento global y como parte de los compromisos internacionales, ciertos países han definido objetivos para la reducción de las emisiones de CO2 en los próximos años. Las instalaciones de petróleo y gas en alta mar dependen en gran medida de los combustibles fósiles para su demanda energética. Por lo tanto, la electrificación de plataformas de petróleo y gas es un motivo prioritario.

Condiciones meteorológicas y la eólica flotante

A pesar de que una de las principales ventajas de la energía eólica flotante es el "número reducido de operaciones en alta mar, que están limitadas por las ventanas climáticas y requieren embarcaciones de instalación costosas", parte de la instalación aún si realizada en alta mar.

La innovación en la fabricación de palas para aerogeneradores

Las técnicas de fabricación de palas pueden ser relevantes para el futuro de las turbinas eólicas y en términos de mejorar la vida útil de los componentes. La eólica marina esta evolucionando cada día hacia turbinas mayores con dimensiones de palas que rozan lo inimaginable. Nuevas soluciones como la fabricación automatizada, ya sea que impliquen la colocación de laminado compuesto de fibra o procesos de impresión 3D con aditivos tanto para moldes como para las palas permitirían una reducción de costos impulsada por la tecnología en la fabricación, al tiempo que reducirían la incertidumbre en el proceso. También sería posible una adaptación adicional y más rápida a las necesidades específicas del cliente bajo el llamado paradigma de la nueva industria 4.0, así como pruebas rápidas de nuevos perfiles aerodinámicos. Se espera que los sensores y actuadores desempeñen un papel importante en la futura fabricación de palas de turbinas eólicas para una mejor supervisión y diseño.

El Big data en las energías renovables marinas

En un sentido general, el big data se define como datos cuyo volumen, velocidad de adquisición, representación de datos, veracidad y valor potencial superan la capacidad de los sistemas tradicionales de gestión de datos. Big data se caracteriza por un modelo de 5V: el volumen indica que la generación y la recopilación de datos se producen a escalas cada vez más grandes. La velocidad representa que los datos se generan y recopilan de manera rápida y oportuna. La variedad indica heterogeneidad en los tipos de datos, formatos, estructura y escala de generación de datos. La veracidad se refiere a problemas de ruido y calidad en los datos. Finalmente, el valor denota el valor que se puede obtener del procesamiento y la minería de datos grandes.

Plataformas flotantes híbridas

La maximización de la producción de energía de los sitios en alta mar es crítica, tanto en relación a mantener los costos bajos como a minimizar el impacto ambiental y reducir el espacio ocupado. Esto es especialmente importante en las regiones atlánticas, a los que la industria eólica se mudará en la próxima década. Las plataformas híbridas para la generación de energía  aprovechan las sinergias y los aspectos compatibles de diferentes tipos de energía o incluso diferentes tipos de tecnología dentro de la misma industria.

Las renovables marinas y la competición por el espacio marítimo

Aunque Europa es un líder mundial en energías renovables marinas (ERM), el estado actual aún no es 100% favorable por diversas razones entre las cuales el problema más importante se refiere a los diferentes usos del espacio marino que inducen desafíos y conflictos de intereses entre las actividades y usos de los interesados, y los objetivos de políticas que pueden resolverse mediante la comprensión mutua, la cooperación y la comunicación eficiente. Otros obstáculos en lo que respecta al desarrollo de ERM se refieren al marco legal y regulatorio inadecuado, a las inestabilidades financieras encontradas en algunos países, así como a la falta de planificación espacial marina y gestión integrada de zonas costeras.

El hormigón y la eólica flotante

El recurso mundial de energía eólica marina es enorme. Según un informe de la Agencia Europea de Energía, se proyecta que el potencial técnico de la energía eólica sobre las aguas territoriales de la UE sea de 75000 TWh anuales para 2030, lo que supondría asumir una potencia instalada de 10 MW por kilómetro cuadrado. En EE.UU., a 50 millas náuticas de la costa, el potencial de energía eólica marina es de una potencia instalada total de 4150 GW, suponiendo 5 MW instalados por kilómetro cuadrado, según lo evaluado por NREL. Obviamente, estos potenciales de energía eólica son mucho más de lo necesario para satisfacer las demandas de electricidad en Europa y EE.UU. Se estima que el potencial de energía eólica marina en China es de 750 GW sobre su área cercana a la costa con una profundidad de agua inferior a 30 m y de varios miles de GW para las zonas entre 30-100m de profundidad.

Desafíos y recomendaciones para la eólica marina

La industria eólica marina europea está demostrando cada vez más su interés en desarrollar conceptos de alta mar. Sin embargo, dado que este segmento de la industria eólica marina es nuevo, existen numerosos desafíos que enfrentar. Una visión general de los desafíos más destacados junto con una serie de recomendaciones se presenta a continuación.

Proyecto AquaWind (Acuicultura + Eólica marina)

El pasado 20 de Septiembre de 2019 se presento en el Comité de las Regiones de la Unión Europea, bajo el palco del “Transitiontowards blue and green economies in the Mediterranean” – Interreg Mediterranean, el proyecto AquaWind. Este es un proyecto conceptual que se gano su posicion entre varios proyectos de InterregMED seleccionados como respuesta a las alternativas futuras para el crecimiento azul.

Sistemas de transmisión para parques eólicos marinos

La conexión entre el parque eólico marino y la costa se puede hacer con tres tecnologías diferentes:

-AC (corriente alterna) de alto voltaje (HVAC);

-DC (corriente continua) de alto voltaje usando convertidores de línea conmutada (HVDC LCC);

-DC de alto voltaje utilizando convertidores de fuente de voltaje (HVDC VSC);

Cada una de estas tecnologías tiene ventajas y desventajas.

Tráfico marítimo y parques eólicos

El desarrollo de las instalaciones de energía renovable offshore en las últimas décadas ha puesto una mayor demanda de espacio en canales y mares cada vez más concurridos. Desarrollos tales como grandes parques eólicos marinos, así como convertidores undimotrices y dispositivos de marea, inevitablemente se superponen con otros usuarios marinos; transporte comercial, pesca, petróleo y gas, ocio y medioambiente. Cuando se enfrentan a aplicaciones para desarrollar aún más la energía marina, los encargados de tomar decisiones deben hacer juicios entre muchos grupos de partes interesadas con valores en conflicto, a menudo con gran incertidumbre sobre los posibles impactos generados.

Eólica flotante y acuicultura

La energía eólica marina ha sido ampliamente reconocida por su importante papel en la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero y la satisfacción de la creciente demanda de energía. Actualmente, casi todas las turbinas eólicas marinas del mundo son estructuras fijas al fondo marino. A medida que aumenta la profundidad del agua, la dificultad de construcción y el costo de la turbina eólica marina de cimentación fija aumentan rápidamente. Se ha demostrado que las estructuras tradicionales, como el monopile, jacket, tripod, etc., no serían la mejor opción para la profundidad del agua más allá de 50 m debido a los a los aspectos económicos asociados. Por lo tanto, el concepto de cimentación flotante se presenta como una opción alternativa para turbinas eólicas marinas en aguas profundas.

Financiación, contratos y aspectos legales en la eólica marina

En Europa, la energía eólica marina se está convirtiendo rápidamente en una forma convencional de generación de energía. El mercado eólico marino también se está desarrollando rápidamente en Asia. Taiwán realizó rondas de ofertas de energía eólica marina durante el 2018, y al hacerlo cumplió su objetivo de otorgar 5.5 GW de capacidad eólica marina que se desarrollará para el 2025. La danesa Orsted completó el acuerdo financiero de su primer proyecto eólico marino en Taiwán. Otros mercados, como Japón, no se quedan atrás. Este país introdujo una nueva ley diseñada para facilitar el desarrollo de proyectos eólicos marinos.

Los astilleros y la eólica marina

El segmento de energía eólica marina que comenzó en Vindeby, Dinamarca, en 1991, ha experimentado un incremento continuo en los últimos años como apunta WindEurope y el Departamento de Energía de EE. UU. (DOE). Además el foco comienza a  desplazarse hacia los mercados Asiático y Americano ante una posible abertura en masa en los próximos años.  Aunque el impulso no sea el mismo cada año, el desarrollo está en marcha y este crecimiento brindará nuevas oportunidades de negocio como la construcción de estructuras y embarcaciones de soporte.

Corrosión y biofouling en la eólica marina

El sector eólico marino se enfrenta a un problema cuando se trata de corrosión y biofouling. Los parques eólicos están diseñados para operar en condiciones marinas extremas durante una vida útil de 20 a 25 años. Es esencial para el costo de la energía que las turbinas puedan superar esta expectativa de vida, y cualquier reparación en curso también debe tenerse en cuenta en el costo general. La naturaleza agresiva del agua salada del mar, combinada con las bioincrustaciones, crean un entorno especialmente severo, que ya se han reflejado en algunos problemas de corrosión imprevistos en los parques eólicos existentes.

Requisitos portuarios para soportar la energía eólica marina

En general, el tamaño y el peso de los componentes de las turbinas eólicas marinas hacen que los puertos que soportan estos proyectos sean relativamente únicos en comparación con el puerto típico.