Curso energías renovables y desarrollo sostenible

“CURSO ENERGÍAS RENOVABLES Y DESARROLLO SOSTENIBLE”
Proyecto fin de curso:
LA ENERGÍA EÓLICA MARINA OFFSHORE
Autor: ________________________, (DNI.: ____________)
Fecha de presentación: Albacete a 26 de Marzo de 2.010
“CURSO ENERGÍAS RENOVABLES Y DESARROLLO SOTENIBLE”
Trabajo fin de curso: LA ENERGÍA EÓLICA MARINA OFFSHORE
RESUMEN ...................................................................................................................... 4
RECURSOS EÓLICOS.- TEORIA.-............................................................................ 5
¿De dónde viene la energía eólica? ............................................................................... 5
Las diferencias de temperatura conllevan la circulación de aire................................... 5
La fuerza de Coriolis ..................................................................................................... 6
Cómo afecta la fuerza de Coriolis a los vientos globales.............................................. 6
Vientos geostróficos ................................................................................................. 7
Vientos de superficie ................................................................................................ 7
Vientos locales: brisas marinas ..................................................................................... 7
Brisas marinas .......................................................................................................... 7
La energía en el viento: densidad del aire y área de barrido del rotor .......................... 8
Densidad del aire........................................................................................................... 8
La potencia del viento: cubo de la velocidad del viento ............................................... 8
Medición de la velocidad del viento: anemómetros...................................................... 9
Mediciones de la velocidad del viento en la práctica ............................................. 10
¿Qué mástil elegir? ................................................................................................. 10
El registrador de datos ('data logger') ..................................................................... 10
Condiciones árticas................................................................................................. 11
Medias de 10 minutos............................................................................................. 11
La rosa de los vientos .................................................................................................. 11
EL EMPLAZAMIENTO ............................................................................................. 12
Rugosidad y cizallamiento del viento ......................................................................... 12
Rugosidad ............................................................................................................... 12
Clase de rugosidad y longitud de rugosidad....................................................... 12
Efecto de la estela........................................................................................................ 12
El efecto del parque..................................................................................................... 13
Distribución en planta del parque........................................................................... 13
Pérdida de energía debida al efecto del parque ...................................................... 14
Las condiciones eólicas en el mar ............................................................................... 14
LA ENERGÍA EÓLICA MARINA “OFFSHORE” ................................................. 15
Introducción ................................................................................................................ 15
¿Por qué en el mar? ..................................................................................................... 15
Breve historia de las instalaciones marinas................................................................. 16
Sistemas de montaje y costes de inversión. ................................................................ 18
Vida de diseño de los parques eólicos marinos........................................................... 19
Tipos de sistemas de construcción funcionales en la actualidad................................. 19
1.- Cimentaciones marinas: hormigón tradicional.................................................. 19
2.- Cimentaciones marinas: gravedad + acero........................................................ 20
3.- Cimentaciones marinas: el monopilote ............................................................. 21
4.- Cimentaciones marinas: el trípode .................................................................... 23
EL FUTURO DE LA INSTALACIÓN DE LOS AEROGENERADORES
MARINOS “OFFSHORE”.......................................................................................... 23
El proyecto HYWIND................................................................................................. 24
El proyecto Mustard Seed ........................................................................................... 25
Resumen de los sistemas de instalación de aerogeneradores marinos:....................... 26
Cómo llega la energía a tierra ..................................................................................... 27
“CURSO ENERGÍAS RENOVABLES Y DESARROLLO SOTENIBLE”
Trabajo fin de curso: LA ENERGÍA EÓLICA MARINA OFFSHORE
Protección del medio ambiente: Aves y ruido generado............................................. 27
El mantenimiento. ....................................................................................................... 28
EVOLUCIÓN DE LA ENERGÍA EÓLICA MARINA EN EUROPA.................... 29
EVOLUCIÓN DE LA ENERGÍA EÓLICA MARINA EN ESPAÑA .................... 29
Principales enclaves Españoles eólicos marinos......................................................... 31
Galicia..................................................................................................................... 31
Golfo de Cádiz........................................................................................................ 31
Costa Mediterránea................................................................................................. 32
Islas Canarias.......................................................................................................... 32
CONCLUSIONES ........................................................................................................ 32
BIBLIOGRAFÍA .......................................................................................................... 33
ANEXO 1: INSTALACIONES EÓLICAS MARINAS OPERATIVAS EN
EUROPA ....................................................................................................................... 34
ANEXO 2: MAPAS EÓLICOS................................................................................... 38
3
“CURSO ENERGÍAS RENOVABLES Y DESARROLLO SOTENIBLE”
Trabajo fin de curso: LA ENERGÍA EÓLICA MARINA OFFSHORE
RESUMEN
La evolución en la tecnologías, así como un mayor conocimiento de los
medios energéticos disponibles en el plantea, hace de la energía eólica una de
las principales fuentes energéticas que se están empleando para apaliar las
altas emisiones de CO2 que emiten a la atmósfera las grandes centrales de
energía actuales.
La fuerte crecida de la energía eólica terrestre, denominada Onshore, es
como consecuencia de esa evolución técnica, que de algún modo, ha venido
cogida de la mano por las primas económicas que los gobiernos de los distintos
países de la Unión Europea han proporcionado a los digámoslo de este modo,
“pobres inversores”, fomentando que con miles y miles de millones de euros,
investiguen y desarrollen nuevos generadores, torres, palas, multiplicadoras,…
y así un largo etcétera, que finalizan con un nuevo campo energético por
descubrir, el aprovechamiento de la energía eólica marina.
Esta energía eólica marina, denominada Offshore, es bastante superior
a la energía que se puede obtener de la eólica terrestre, pero como veremos en
el presente trabajo ni los grandes costes que conllevan estas instalaciones, ni
lo problemas que no pueden surgir en alta mar, pueden detener el avance de
esta nueva tecnología.
España, pionera en el mundo de la energía eólica terrestre, se ve
rezagada del grupo de cabeza de la energía eólica marina por los motivos que
el presente trabajo tratará de explicar y aclarar al lector.
4
“CURSO ENERGÍAS RENOVABLES Y DESARROLLO SOTENIBLE”
Trabajo fin de curso: LA ENERGÍA EÓLICA MARINA OFFSHORE
Recursos eólicos.- TEORIA.¿De dónde viene la energía eólica?
Todas las fuentes
geotérmica), e incluso la
último término, del sol. El
hora hacia la Tierra. En
potencia.
de energía renovables (excepto la maremotriz y la
energía de los combustibles fósiles, provienen, en
sol irradia 174.423.000.000.000 kWh de energía por
otras palabras, la Tierra recibe 1,74 x 1017 W de
Alrededor de un 1 a un 2 por ciento de la energía proveniente del sol es
convertida en energía eólica. Esto supone una energía alrededor de 50 a 100
veces superior a la convertida en biomasa por todas las plantas de la tierra.
Las diferencias de temperatura conllevan la circulación de aire
Las regiones alrededor del ecuador, a 0° de latitud, son calentadas por el
sol más que las zonas del resto del globo. Estas áreas calientes están
indicadas en colores cálidos, rojo, naranja y amarillo, en esta imagen de rayos
infrarrojos de la superficie del mar (tomada de un satélite de la NASA, NOAA-7,
en julio de 1984).
El aire caliente es más ligero que el aire frío, por lo que subirá hasta
alcanzar una altura aproximada de 10 km y se extenderá hacia el norte y hacia
el sur. Si el globo no rotase, el aire simplemente llegaría al Polo Norte y al Polo
Sur, para posteriormente descender y volver al ecuador.
1) La potencia emitida por el Sol sobre la superficie de la esfera que
tiene al Sol como su centro y el radio promedio de la trayectoria terrestre es de
1.37 kW/m2. La potencia incide sobre un disco circular con un área de 1.27 x
1014 m2 . La potencia emitida a la Tierra es, por tanto, de 1.74 x 1017 W.
2) En promedio, la producción primaria neta de las plantas está
alrededor de 4.95 x 106 calorías por metro cuadrado y por año. Esto la
producción primaria neta global, es decir, la cantidad de energía disponible en
todos los posteriores eslabones de la cadena alimenticia/energética. El área de
la superficie de la Tierra es de 5.09 x 1014 m2. Así pues, la cantidad de potencia
neta almacenada por las plantas es de 1.91 x 1013 W, lo cual equivale al
0.011% de la potencia emitida a la Tierra.
5
“CURSO ENERGÍAS RENOVABLES Y DESARROLLO SOTENIBLE”
Trabajo fin de curso: LA ENERGÍA EÓLICA MARINA OFFSHORE
La fuerza de Coriolis
Debido a la rotación del globo, cualquier movimiento en el hemisferio
norte es desviado hacia la derecha, si se mira desde nuestra posición en el
suelo (en el hemisferio sur es desviado hacia la izquierda). Esta aparente
fuerza de curvatura es conocida como fuerza de Coriolis (debido al matemático
francés Gustave Gaspard Coriolis 1792-1843).
La fuerza de Coriolis es un fenómeno visible. Las vías del ferrocarril se
desgastan más rápidamente de un lado que del otro. Las cuencas de los ríos
están excavadas más profundamente en una cara que en la otra (de cual se
trate depende en qué hemisferio nos encontremos: en el hemisferio norte las
partículas sueltas son desviadas hacia la derecha).
En el hemisferio norte el viento tiende a girar en el sentido contrario al de
las agujas del reloj (visto desde arriba) cuando se acerca a un área de bajas
presiones. En el hemisferio sur el viento gira en el sentido de las agujas del
reloj alrededor de áreas de bajas presiones.
En la página siguiente veremos como la fuerza de Coriolis afecta a las
direcciones del viento en el globo.
Cómo afecta la fuerza de Coriolis a los vientos globales
El viento sube desde el ecuador y se desplaza hacia el norte y hacia el
sur en las capas más altas de la atmósfera.
Alrededor de los 30° de latitud en ambos
hemisferios la fuerza de Coriolis evita que el
viento se desplace más allá. En esa latitud se
encuentra un área de altas presiones, por lo
que el aire empieza a descender de nuevo.
Cuando el viento suba desde el ecuador
habrá un área de bajas presiones cerca del
nivel del suelo atrayendo los vientos del norte
y del sur. En los polos, habrá altas presiones
debido al aire frío. Teniendo en mente la
fuerza de curvatura de la fuerza de Coriolis,
obtenemos
los
siguientes
resultados
generales de las direcciones del viento dominantes:
Latitud 90-60°N 60-30°N 30-0°N
Dirección
NE
SO
NE
0-30°S 30-60°S 60-90°S
SE
NO
SE
El espesor de la atmósfera está exagerado en el dibujo de arriba (hecho
a partir de una fotografía tomada desde el satélite de la NASA GOES-8).
Realmente la atmósfera tiene un espesor de sólo 10 km, lo que
representa 1/1200 del diámetro del globo. Esta parte de la atmósfera, conocida
con el nombre de troposfera, es donde ocurren todos los fenómenos
meteorológicos (y también el efecto invernadero).
Las direcciones dominantes del viento son importantes para el
emplazamiento de un aerogenerador, ya que obviamente querremos situarlo en
un lugar en el que haya el mínimo número de obstáculos posibles para las
6
“CURSO ENERGÍAS RENOVABLES Y DESARROLLO SOTENIBLE”
Trabajo fin de curso: LA ENERGÍA EÓLICA MARINA OFFSHORE
direcciones dominantes del viento. Sin embargo la geografía local puede
influenciar en los resultados de la tabla anterior.
Vientos geostróficos
La atmósfera (Troposfera) es una capa muy fina alrededor del
globo. El globo tiene un diámetro de 12.000 km. La troposfera, que se extiende
hasta los 11 km de altitud, es donde tienen lugar todos los fenómenos
meteorológicos y el efecto invernadero.
Los vientos geostróficos son generados, principalmente, por las
diferencias de temperatura, así como por las de presión, y apenas son
influenciados por la superficie de la tierra. Los vientos geostróficos se
encuentran a una altura de 1.000 metros a partir del nivel del suelo.
La velocidad de los vientos geostróficos puede ser medida utilizando
globos sonda.
Vientos de superficie
Los vientos están mucho más influenciados por la superficie terrestre a
altitudes de hasta 100 metros. El viento es frenado por la rugosidad de la
superficie de la tierra y por los obstáculos, como veremos seguidamente. Las
direcciones del viento cerca de la superficie serán ligeramente diferentes de las
de los vientos geostróficos debido a la rotación de la tierra (ver fuerza de
Coriolis).
Tratándose de energía eólica interesará conocer los vientos de
superficie y cómo calcular la energía aprovechable del viento.
Vientos locales: brisas marinas
Aunque los vientos globales son importantes en la determinación de los
vientos dominantes de un área determinada, las condiciones climáticas locales
pueden influir en las direcciones de viento más comunes. Los vientos locales
siempre se superponen en los sistemas eólicos a gran escala, esto es, la
dirección del viento es influenciada por la suma de los efectos global y local.
Cuando los vientos a gran escala son suaves, los vientos locales pueden
dominar los regímenes de viento.
Brisas marinas
Durante el día la tierra se calienta más rápidamente que el mar por
efecto del sol.
El aire sube, circula hacia el mar, y crea una depresión a nivel del suelo
que atrae el aire frío del mar. Esto es lo que se llama brisa marina. A menudo
hay un periodo de calma al anochecer, cuando las temperaturas del suelo y del
mar se igualan.
Durante la noche los vientos soplan en sentido contrario. Normalmente
durante la noche la brisa terrestre tiene velocidades inferiores, debido a que la
diferencia de temperaturas entre la tierra y el mar es más pequeña.
El conocido monzón del sureste asiático es en realidad un forma a gran
escala de la brisa marina y la brisa terrestre, variando su dirección según la
7
“CURSO ENERGÍAS RENOVABLES Y DESARROLLO SOTENIBLE”
Trabajo fin de curso: LA ENERGÍA EÓLICA MARINA OFFSHORE
estación, debido a que la tierra se calienta o enfría más rápidamente que el
mar.
La energía en el viento: densidad del aire y área de barrido del rotor
Un aerogenerador obtiene su potencia de entrada convirtiendo la fuerza
del viento en un par (fuerza de giro) actuando sobre las palas del rotor. La
cantidad de energía transferida al rotor por el viento depende de la densidad
del aire, del área de barrido del rotor y de la velocidad
del viento.
La animación muestra cómo una porción cilíndrica de
aire de 1 metro de espesor pasa a través del rotor de
un aerogenerador típico de 1.000 kW.
Con un rotor de 54 metros de diámetro cada cilindro
pesa realmente 2,8 toneladas, es decir, 2.300 veces
1,225 kg.
Densidad del aire
La energía cinética de un cuerpo en
movimiento es proporcional a su masa (o peso). Así,
la energía cinética del viento depende de la densidad
del aire, es decir, de su masa por unidad de volumen.
En otras palabras, cuanto "más pesado" sea el aire
más energía recibirá la turbina.
A presión atmosférica normal y a 15° C el aire pesa unos 1,225 kilogramos por
metro cúbico, aunque la densidad disminuye ligeramente con el aumento de la
humedad.
Además, el aire es más denso cuando hace frío que cuando hace calor. A
grandes altitudes (en las montañas) la presión del aire es más baja y el aire es
menos denso.
La potencia del viento: cubo de la
velocidad del viento
La velocidad del viento es muy
importante para la cantidad de energía que
un aerogenerador puede transformar en
electricidad: la cantidad de energía que
posee el viento varía con el cubo (la tercera
potencia) de la velocidad media del viento;
por ejemplo, si la velocidad del viento se
duplica la cantidad de energía que contenga
será 23 = 2 x 2 x 2 = ocho veces mayor.
Ahora bien, ¿por qué la energía que
contiene el viento varía con la tercera
potencia de su velocidad? Por ejemplo, al
doblar la velocidad de un coche la energía de
frenado para pararlo completamente será
8
“CURSO ENERGÍAS RENOVABLES Y DESARROLLO SOTENIBLE”
Trabajo fin de curso: LA ENERGÍA EÓLICA MARINA OFFSHORE
cuatro veces mayor (se trata básicamente de la segunda ley de Newton de la
cinemática).
En el caso de turbinas eólicas usamos la energía de frenado del viento,
por lo que si doblamos la velocidad del viento tendremos dos veces más
porciones cilíndricas de viento moviéndose a través del rotor cada segundo, y
cada una de esas porciones contiene cuatro veces más energía, como se ha
visto en el ejemplo del frenado de un coche.
El gráfico muestra que con una velocidad del viento de 8 metros por
segundo obtenemos una potencia (cantidad de energía por segundo) de 314 W
por cada metro cuadrado expuesto al viento (viento incidiendo
perpendicularmente al área barrida por el rotor).
A 16 m/s obtendremos una potencia ocho veces mayor, esto es, 2.509
W/m
Medición de la velocidad del viento: anemómetros
Las mediciones de las velocidades del viento se realizan normalmente
usando un anemómetro de cazoletas, similar al del dibujo de la izquierda. El
anemómetro de cazoletas tiene un eje vertical y tres cazoletas que capturan el
viento. El número de revoluciones por segundo son registradas
electrónicamente.
Normalmente, el anemómetro está provisto de una veleta para detectar
la dirección del viento.
En lugar de cazoletas el anemómetro puede estar equipado con hélices,
aunque no es lo habitual.
Otros tipos de anemómetros incluyen ultrasonidos o anemómetros
provistos de láser que detectan el desfase del sonido o la luz coherente
reflejada por las moléculas de aire.
Los anemómetros de hilo electrocalentado detectan la velocidad del
viento mediante pequeñas diferencias de temperatura entre los cables situados
en el viento y en la sombra del viento (cara a sotavento).
La ventaja de los anemómetros no mecánicos es que son menos
sensibles a la formación de hielo. Sin embargo en la práctica los anemómetros
de cazoletas son ampliamente utilizados, y modelos especiales con ejes y
cazoletas eléctricamente calentados pueden ser usados en las zonas árticas.
Los anemómetros de calidad son una necesidad para las mediciones de
energía eólica ya que los anemómetros económicos no resultan de utilidad en
las mediciones de la velocidad de viento que se llevan a cabo en la industria
eólica, dado que pueden ser muy imprecisos y estar pobremente calibrados,
con errores en la medición de quizás el 5 por ciento, e incluso del 10 por ciento.
La mala elección de un anemómetro, eligiéndose en el caso del más
económico, es posible que mida las velocidades de viento con un error del
10%. En ese caso, la medición se expone a contar con un contenido energético
del viento que es 1,1 3 -1= 33% más elevado de lo que es en realidad. Si esto
lo extrapolamos y recalculamos las mediciones para una altura de buje del
aerogenerador distinta (digamos de 10 a 50 metros de altura), ese error podrá
incluso multiplicarse por un factor del 1,3, con lo que sus cálculos de energía
acabarán con un error del 75%.
9
“CURSO ENERGÍAS RENOVABLES Y DESARROLLO SOTENIBLE”
Trabajo fin de curso: LA ENERGÍA EÓLICA MARINA OFFSHORE
La compra de un anemómetro profesional y bien calibrado, con un error
de medición alrededor del 1%, por unos 700-900 dólares americanos, lo que no
es nada comparado con el riesgo de cometer un error económico
potencialmente desastroso. Naturalmente, el precio puede no resultar siempre
un indicador fiable de la calidad, por lo que es importante informarse de cuáles
son los institutos de investigación en energía eólica bien reputados y pedirles
consejo en la compra de anemómetros.
Extrapolando el anemómetro a un aerogenerador ya instalado,
solamente se utiliza para determinar si sopla viento suficiente como para que
valga la pena orientar el rotor del aerogenerador en contra del viento y ponerlo
en marcha.
Mediciones de la velocidad del viento en la práctica
La mejor forma de medir la velocidad del viento en una futura
localización de una turbina eólica es situar un
anemómetro en el extremo superior de un mástil que
tenga la misma altura que la altura de buje esperada de
la turbina que se va a utilizar. Esto evita la
incertidumbre que conlleva el recalcular la velocidad
del viento a una altura diferente.
Colocando el anemómetro en la parte superior del
mástil se minimizan las perturbaciones de las
corrientes de aire creadas por el propio mástil. Si el
anemómetro está situado en la parte lateral del mástil
es fundamental enfocarlos en la dirección de viento
dominante para minimizar el abrigo del viento de la
torre.
¿Qué mástil elegir?
Para evitar el abrigo de viento, en lugar de
utilizar torres de celosía, normalmente se utilizan
postes cilíndricos delgados, tensados con vientos, en
los que se colocan los mecanismos de medición del
viento.
Los postes son suministrados en kits de fácil ensamblaje, se puede
instalar un mástil para mediciones de viento en la altura del buje de una (futura)
turbina sin necesidad de una grúa.
El anemómetro, el poste y el registrador de datos suele costar alrededor
de 5.000 dólares americanos.
El registrador de datos ('data logger')
Los datos de las velocidades y direcciones del viento obtenidos por el
anemómetro son recogidos en un chip electrónico en una pequeña
computadora, el registrador de datos ('data logger'), que puede funcionar con
batería durante un largo período de tiempo.
10
“CURSO ENERGÍAS RENOVABLES Y DESARROLLO SOTENIBLE”
Trabajo fin de curso: LA ENERGÍA EÓLICA MARINA OFFSHORE
Es posible que una vez al mes sea necesario ir hasta el registrador a
recoger el chip y remplazarlo por otro virgen que recoja los datos del mes
siguiente.
Condiciones árticas
Si hay muchas lluvias heladas en la zona o escarcha en las montañas,
puede necesitar un anemómetro calentado, que requiere una conexión a la red
eléctrica para hacer funcionar el calentador.
Medias de 10 minutos
Las velocidades del viento son medidas en medias de 10 minutos para
que sea compatible con la mayoría de programas estándar (y con la bibliografía
sobre el tema). Los resultados en las velocidades del viento son diferentes si se
utilizan diferentes periodos de tiempo para calcular las medias, como se verá
posteriormente.
La rosa de los vientos
Rosa de los vientos de Brest (Francia), tomada del Atlas Eólico Europeo,
Riso National Laboratory (Dinamarca), sirve para mostrar la información sobre
las distribuciones de velocidades del viento y la
frecuencia de variación de las direcciones del viento,
puede dibujarse la llamada rosa de los vientos
basándose en observaciones meteorológicas de las
velocidades y direcciones del viento.
En la imagen se muestra la rosa de los vientos
de Brest, en la costa Atlántica de Francia. Se
encuentra dividida en doce sectores, abarcando cada
uno 30° del horizonte que se suele utilizar como
estándar.
El radio de las cuñas amplias (las más exteriores) proporciona la
frecuencia relativa de cada una de las doce direcciones del viento, es decir,
qué tanto por ciento del tiempo el viento sopla desde esa dirección.
La segunda cuña da la misma información pero multiplicada por la media
de la velocidad del viento en cada dirección particular. El resultado se
normaliza sumando hasta el 100 por cien. Esto indica la contribución de cada
sector en la velocidad media del viento en nuestra ubicación particular.
La cuña más interior (en rojo) proporciona la misma información que la
primera pero multiplicada por el cubo de la velocidad del viento en cada
ubicación. El resultado se normaliza sumando hasta el 100 por cien. Esto indica
la contribución de cada sector en la energía contenida en el viento en nuestra
ubicación particular.
Por tanto, las cuñas rojas son en realidad las más interesantes. Indican
donde encontrar una mayor potencia que impulse nuestros aerogeneradores.
En este caso podemos ver que la dirección de viento dominante es la
Sudoeste.
Una rosa de los vientos proporciona información sobre las velocidades
relativas del viento en diferentes direcciones, es decir, cada uno de los tres
11
“CURSO ENERGÍAS RENOVABLES Y DESARROLLO SOTENIBLE”
Trabajo fin de curso: LA ENERGÍA EÓLICA MARINA OFFSHORE
grupos de datos ha sido multiplicado por un número que asegura que la cuña
más larga del grupo mide exactamente lo mismo que el radio del círculo más
exterior del diagrama.
EL EMPLAZAMIENTO
Rugosidad y cizallamiento del viento
A una gran altura de la superficie del suelo, alrededor de un kilómetro, la
superficie terrestre apenas ejerce influencia alguna sobre el viento. Sin
embargo, en las capas más bajas de la atmósfera, las velocidades del viento se
ven afectadas por la fricción con la superficie terrestre. En la industria eólica se
distingue entre rugosidad del terreno, la influencia de los obstáculos, y la
influencia del contorno del terreno, también llamada orografía del área.
Trataremos de la orografía cuando investigamos los llamados efectos
aceleradores, a saber, el efecto túnel y el efecto de la colina.
Rugosidad
En general, cuanto más pronunciada sea la rugosidad del terreno mayor
será la ralentización que experimente el viento.
Obviamente, los bosques y las grandes ciudades ralentizan mucho el
viento, mientras que las pistas de hormigón de los aeropuertos sólo lo
ralentizan ligeramente. Las superficies de agua son incluso más lisas que las
pistas de hormigón, y tendrán por tanto menos influencia sobre el viento,
mientras que la hierba alta y los arbustos ralentizan el viento de forma
considerable.
Clase de rugosidad y longitud de rugosidad
En la industria eólica, la gente suele referirse a clase de rugosidad o
longitud de rugosidad cuando se trata de evaluar las condiciones eólicas de un
paisaje. Una alta rugosidad de clase 3 ó 4 se refiere a un paisaje con muchos
árboles y edificios, mientras que a la superficie del mar le corresponde una
rugosidad de clase 0.
Las pistas de hormigón de los aeropuertos pertenecen a la clase de
rugosidad 0.5, al igual que el paisaje abierto y llano pacido por las ovejas. Las
ovejas son las mejores amigas de los aerogeneradores, ya que mantienen una
baja rugosidad gracias a su pastoreo. En cambio las ciudades con edificios
altos tienen una clase de ciudad 4, siendo esta la de mayor escala.
El término longitud de rugosidad es en realidad la distancia sobre el nivel
del suelo a la que teóricamente la velocidad del viento debería ser nula.
Efecto de la estela
Dado que un aerogenerador produce energía a partir de la energía del
viento, el viento que abandona la turbina debe tener un contenido energético
menor que el que llega a la turbina.
12
“CURSO ENERGÍAS RENOVABLES Y DESARROLLO SOTENIBLE”
Trabajo fin de curso: LA ENERGÍA EÓLICA MARINA OFFSHORE
Esto se deduce directamente del hecho de que la energía ni se crea ni
se destruye.
Un aerogenerador siempre va a crear un abrigo en la dirección a favor
del viento. De hecho, habrá una estela tras la turbina, es decir, una larga cola
de viento bastante turbulenta y ralentizada, si se compara con el viento que
llega a la turbina (la expresión estela proviene, obviamente, de la estela que
deja un barco tras de si).
Realmente puede verse la estela tras un aerogenerador si se le añade
humo al aire que va a pasar a través de la turbina, tal y como se ha hecho en la
imagen.
(En imagen el ensayo del efecto de la estela en un aerogenerador)
En los parques eólicos, para evitar una turbulencia excesiva corriente
abajo alrededor de las turbinas, cada una de ellas suele estar separada del
resto una distancia mínima equivalente a tres diámetros del rotor. En las
direcciones de viento dominante esta separación es incluso mayor.
El efecto del parque
Como consecuencia del efecto de la estela, cada aerogenerador
ralentizará el viento tras de sí al obtener energía de él para convertirla en
electricidad. Por tanto, lo ideal sería poder separar las turbinas lo máximo
posible en la dirección de viento dominante. Pero por otra parte, el coste del
terreno y de la conexión de los aerogeneradores a la red eléctrica aconseja
instalar las turbinas más cerca unas de otras.
Distribución en planta del parque
Como norma general, la separación entre
aerogeneradores en un parque eólico es de 5 a 9
diámetros de rotor en la dirección de los vientos
dominantes, y de 3 a 5 diámetros de rotor en la
dirección perpendicular a los vientos dominantes.
En este dibujo se han situado 3 filas de cinco
turbinas cada una siguiendo un modelo totalmente
típico.
Las turbinas (los puntos blancos) están
13
“CURSO ENERGÍAS RENOVABLES Y DESARROLLO SOTENIBLE”
Trabajo fin de curso: LA ENERGÍA EÓLICA MARINA OFFSHORE
separadas 7 diámetros en la dirección de viento dominante y 4 diámetros en la
dirección perpendicular a la de los vientos dominantes.
Pérdida de energía debida al efecto del parque
Una vez conocemos el rotor de la turbina eólica, la rosa de los vientos, la
distribución de Weibull y la rugosidad en las diferentes direcciones, los
fabricantes o proyectistas pueden calcular la pérdida de energía debida al
apantallamiento entre aerogeneradores.
Se estima que la pérdida de energía típica es de alrededor del 5 por
ciento.
Las condiciones eólicas en el mar
Las superficies de mares y lagos son obviamente muy lisas, por lo que la
rugosidad de la superficie marina es muy baja (a velocidades del viento
constantes). Con velocidades de viento crecientes, parte de la energía se
emplea en producir oleaje, lo que implica un aumento de la rugosidad. Una vez
se han formado las olas, la rugosidad decrece de nuevo. Por tanto tenemos
una superficie de rugosidad variable (lo mismo ocurre en zonas cubiertas con
más o menos nieve).
Sin embargo, si generalizamos, puede considerarse que la rugosidad de
la superficie del agua es muy baja y que los obstáculos del viento son pocos. Al
realizar los cálculos deberán tenerse en cuenta islas, faros, etc. tal y como se
tendrían en cuenta los obstáculos situados en la dirección de donde viene el
viento o los cambios de rugosidad en la tierra.
Con una baja rugosidad, el cizallamiento del viento en el mar es también
muy bajo, lo que implica que la velocidad del viento no experimenta grandes
cambios al variar la altura del buje del aerogenerador.
Así pues, puede resultar más económico utilizar torres más bien bajas,
de alrededor de 0,75 veces el diámetro del rotor, en aerogeneradores
emplazados en el mar, dependiendo de las condiciones locales (normalmente,
las torres de los aerogeneradores situados en tierra miden un diámetro de
rotor, o incluso más).
El viento en el mar es generalmente menos turbulento que en tierra, por
lo que en un aerogenerador situado en el mar se puede esperar un tiempo de
vida mayor que en otro situado en tierra.
La baja turbulencia del mar se debe, ante todo, al hecho de que las
diferencias de temperatura a diferentes altitudes de la atmósfera que hay sobre
el mar son inferiores a las que hay sobre la tierra. La radiación solar puede
penetrar varios metros bajo el mar mientras que en tierra la radiación solar sólo
calienta la capa superior del suelo, que llega a estar mucho más caliente.
Consecuentemente, las diferencias de temperatura entre la superficie y el aire
serán menores sobre el mar que sobre la tierra. Esto es lo que provoca que la
turbulencia sea menor.
Por lo tanto baja intensidad de las turbulencias = mayor tiempo de vida
de los aerogeneradores
14
“CURSO ENERGÍAS RENOVABLES Y DESARROLLO SOTENIBLE”
Trabajo fin de curso: LA ENERGÍA EÓLICA MARINA OFFSHORE
La energía eólica marina “OFFSHORE”
Introducción
La energía eólica marina es, al igual que la eólica terrestre, una
aplicación de la fuerza producida por el viento. La diferencia respecto a la
obtenida en tierra radica en que los aerogeneradores se ubican mar adentro.
Su coste de instalación es muy superior al de las zonas terrestres, pero
también su vida útil es mayor. Además, los costes de las cimentaciones y
anclajes han disminuido de forma espectacular en los últimos años, con lo que
el precio del megawatio (MW) de potencia se está igualando al de otras
energías renovables. Dinamarca es el país que inició la energía eólica marina y
en sus mares se encuentran en la actualidad los mayores parques de
aerogeneradores. Esta manera de obtención de energía cuenta además con el
beneplácito de organizaciones ecologistas como Greenpeace, que apuestan
por ella por su carácter renovable y su escasa incidencia en el ecosistema.
¿Por qué en el mar?
La energía eólica marina tiene, según los expertos, un futuro
prometedor, sobre todo en países con una alta densidad de población que
reduce las posibilidades de hallar un emplazamiento apropiado en tierra. En el
mar, el viento se encuentra con una superficie de rugosidad poco variable
como son las olas y sin obstáculos como son las islas, islotes, etc., lo que
implica que la velocidad del viento no experimenta grandes cambios. Así,
pueden emplazarse torres más bajas que en la superficie terrestre. Además, el
viento es, por lo general, menos turbulento que en tierra, con lo que se amplía
el periodo de trabajo útil de un aerogenerador. La baja turbulencia del mar se
debe, ante todo, al hecho de que las diferencias de temperatura a distintas
altitudes de la atmósfera que se producen sobre el mar son inferiores a las de
tierra adentro.
Por lo tanto las principales ventajas de los aerogeneradores marinos
(offshore) respecto a los aerogeneradores terrestres (onshore) son:
• No presentan limitaciones en cuanto al uso del suelo y de los diversos
impactos, como el visual, paisajísticos uso de espacios naturales con otras
aplicaciones.
• No hay problemas de impacto sonoro (ruido), por lo que pueden girar a mayor
velocidad. En aplicaciones terrestres, la velocidad del extremo de la pala se
limita a unos 65 m/s, mientras que en las marinas alcanzan entre 80 a 90 m/s.
• La superficie marina está libre de obstáculos y presenta baja rugosidad
superficial.
• Debido a la menor rugosidad superficial y a la menor turbulencia, la velocidad
del viento aumenta con la altura más rápidamente en comparación con la tierra,
15
“CURSO ENERGÍAS RENOVABLES Y DESARROLLO SOTENIBLE”
Trabajo fin de curso: LA ENERGÍA EÓLICA MARINA OFFSHORE
por lo que las torres de instalaciones marinas pueden ser de menor altura que
las terrestres, con la consiguiente disminución de los costos de inversión. Por
esto se compensa en parte el sobrecosto de la construcción en la plataforma
marina.
• En general, la turbulencia del viento es mucho menor en el mar debido a la
ausencia de obstáculos. De esto se derivan menores esfuerzos a la fatiga
sobre el aerogenerador y un aumento de su vida útil.
En la actualidad los parques eólicos marinos, se sitúan en aguas poco
profundas, alejados de las rutas marinas comerciales, de los emplazamientos
militares y de los espacios de interés natural u ornitológico. La distancia de la
costa debe ser como mínimo de dos kilómetros para aprovechar mejor el
régimen de vientos, de características diferentes a los que se presentan en
tierra.
Breve historia de las instalaciones marinas
Las primeras propuestas de parques eólicos marinos tuvieron lugar en
los años setenta. La primera turbina que se instaló fue en 1991 en Nogersud,
mar Báltico, en Suecia, con una potencia de 220 kW (actualmente está fuera de
funcionamiento).
El primer parque marino fue de carácter demostrativo en Vindeby,
Dinamarca, y comenzó su producción quince años atrás, en 1991, con 11
aerogeneradores Bonus de 450 kW con regulación por pérdida aerodinámica, y
está situado entre 1,5 y 3 km al norte de la costa de la isla de Lolland, cerca del
pueblo de Vindeby.
Las turbinas fueron modificadas para permitir alojar grandes
transformadores de alta tensión en el interior de las torres de las turbinas, y las
puertas de entrada están situadas a un nivel más elevado de lo normal. Las
mismas modificaciones se llevaron a cabo en el posterior proyecto de Tunø
Knob.
Dos anemómetros de mástil fueron situados en el emplazamiento para
estudiar las condiciones eólicas, y particularmente la turbulencia. A partir de
esos estudios, que fueron realizados por el Risø National Laboratory, se han
obtenido diversos resultados interesantes de las condiciones eólicas marinas.
El parque ha estado funcionando impecablemente.
La producción de electricidad es de alrededor de un 20 por ciento
superior a la de emplazamientos en tierra equiparables, aunque de alguna
forma se ve disminuida por el abrigo del viento de la isla de Lolland al sur del
parque.
Le siguieron Holanda, Suecia e Inglaterra, con parques concebidos para
la investigación y la exploración. El primer parque marino comercial se instaló
en Middelgrunden, cerca del puerto de Copenhagen, Dinamarca, en el 2001.
Consta de 20 aerogeneradores de 2 MW ubicados formando un arco.
Con una potencia total de 40 MW, el parque eólico puede generar 90 TWh al
año, lo que equivale al consumo energético anual de 20.000 hogares
(daneses), o al 3 por ciento del consumo eléctrico total de Copenhague.
16
“CURSO ENERGÍAS RENOVABLES Y DESARROLLO SOTENIBLE”
Trabajo fin de curso: LA ENERGÍA EÓLICA MARINA OFFSHORE
Imagen: Primer parque marino comercial del mundo en Middelgrunden,
Dinamarca
Además de Dinamarca, Inglaterra, Holanda y Suecia, son los líderes
mundiales en el recuento realizado por la EWEA en 2.009 (Asociación Europea
de la Energía Eólica). La turbina más potente hasta la fecha instalada es de 2,9
MW.
17
“CURSO ENERGÍAS RENOVABLES Y DESARROLLO SOTENIBLE”
Trabajo fin de curso: LA ENERGÍA EÓLICA MARINA OFFSHORE
Potencia eólica marina instalada en el mundo (2009)
Otros países, como China, Alemania y Estados Unidos se han propuesto
programas ambiciosos de instalación de estos parques, con los objetivos
siguientes:
• Acercar los parques a las áreas cercanas a las regiones altamente
consumidoras.
• Disminuir problemas de transmisión y distribución interna dentro del país.
Sistemas de montaje y costes de inversión.
La principal limitación para un desarrollo más acelerado son los costos
unitarios de inversión, que son mayores debido fundamentalmente a los gastos
de construcción y de interconexión eléctrica con la costa.
Dos compañías de energía danesas y tres empresas de ingeniería
llevaron a cabo, durante 1996-1997, un estudio pionero sobre el diseño y los
costes de las cimentaciones de aerogeneradores marinos. El informe concluía
que el acero es mucho más competitivo que el hormigón para grandes parques
eólicos marinos.
Parece ser que todas las nuevas tecnologías resultarán económicas
hasta los 15 m de profundidad como mínimo, y posiblemente también a
mayores profundidades. En cualquier caso, el coste marginal al desplazarse
hacia aguas más profundas es mucho menor de lo que se estimó en un
principio.
Con estos conceptos, los costes de cimentación y de conexión a red
para las grandes turbinas de 1,5 MW son sólo del 10 al 20 por ciento
superiores a los correspondientes costes de las turbinas de 450-500 kW
utilizadas en los parques eólicos marinos de Vindeby (Dinamarca 1.991) y
Tunø Knob (Dinamarca 1.995), en Dinamarca.
18
“CURSO ENERGÍAS RENOVABLES Y DESARROLLO SOTENIBLE”
Trabajo fin de curso: LA ENERGÍA EÓLICA MARINA OFFSHORE
Vida de diseño de los parques eólicos marinos
Contrariamente a lo que se suele creer, la corrosión no es algo que
preocupe especialmente en las construcciones de acero en el mar. La
experiencia de las plataformas petrolíferas marinas ha demostrado que pueden
ser correctamente protegidas utilizando una protección catódica (eléctrica)
contra la corrosión.
La protección superficial (pintura) de los aerogeneradores marinos se
proporcionará por rutina con una clase de protección mayor que para las
turbinas instaladas en tierra.
Las plataformas petrolíferas marinas se construyen normalmente para
durar 50 años. Ésta es también la vida de diseño de las cimentaciones de
acero utilizada en estos estudios.
Para los estudios se emplea como turbina de referencia, una turbina
tripala con el rotor a barlovento y con una altura de buje de unos 55 metros y
diámetro de rotor de alrededor de 64 metros.
La altura de buje de la turbina de referencia es pequeña comparada con
las típicas turbinas de ese tamaño instaladas en tierra. En el norte de Alemania
la altura de buje típica de una turbina de 1,5 MW varía de 60 a 80 metros.
Debido a que la superficies de agua son muy lisas (baja rugosidad), resulta
rentable utilizar torres más bajas.
Tipos de sistemas de construcción funcionales en la actualidad
1.- Cimentaciones marinas: hormigón tradicional
Los primeros proyectos experimentales en Dinamarca (y en el mundo)
utilizaron cimentaciones de cajón de hormigón (por gravedad). Como su propio
nombre indica, una cimentación por gravedad cuenta con la gravedad para
mantener la turbina en una posición vertical.
El parque eólico marino de Vindeby y el de Tunø Knob son ejemplos de
esta técnica de cimentación tradicional. Las cimentaciones de cajón son
19
“CURSO ENERGÍAS RENOVABLES Y DESARROLLO SOTENIBLE”
Trabajo fin de curso: LA ENERGÍA EÓLICA MARINA OFFSHORE
construidas en diques secos cerca de los emplazamientos utilizando hormigón
armado, y se llevan a su destino final antes de ser rellenadas con grava y arena
hasta que alcanzan el peso necesario. Así pues, el principio se parece mucho a
la construcción de puentes tradicionales.
Las cimentaciones utilizadas en estos dos emplazamientos son cónicas
con el fin de actuar como rompedores del hielo a la deriva, lo cual es necesario,
pues tanto en el mar Báltico como en el Kattegat suelen observarse
formaciones de hielo sólido durante los inviernos fríos.
Desventaja del hormigón
Utilizando técnicas de cimentación con hormigón, el coste de la
cimentación completa viene a ser proporcional al cuadrado de la profundidad
del agua (la regla cuadrática).
Las profundidades del agua en Vindeby y Tunø Knob varían de 2,5 a 7,5
metros, lo que implica que cada cimentación de hormigón tiene un peso medio
de unas 1050 Tm.
De acuerdo con la regla cuadrática, las plataformas de hormigón se
hacen prohibitivamente caras y pesadas de instalar a profundidades de agua
de más de 10 metros. Así pues, han tenido que desarrollarse otras técnicas
para poder atravesar la barrera del coste.
2.- Cimentaciones marinas: gravedad + acero
La mayoría de parques eólicos marinos existentes utilizan cimentaciones
por gravedad. Una nueva tecnología ofrece un método similar al de cajón de
hormigón (por gravedad). En lugar de hormigón armado se utiliza un tubo de
acero cilíndrico situado en una caja de acero plana sobre el lecho marino.
Una cimentación de acero por gravedad es
considerablemente más ligera que las cimentaciones de
hormigón. Aunque la cimentación final debe
tener un peso de aproximadamente 1000
toneladas, el peso de la estructura de acero
será solamente de 80 a 100 toneladas para
profundidades de agua entre 4 y 10 metros
(en las estructuras del mar Báltico, que
requieren protección contra el hielo a la
deriva, deberán añadirse otras 10
toneladas).
El relativo poco peso permite que los
remolques transporten e instalen muchas cimentaciones a
la vez, utilizando las mismas grúas relativamente ligeras utilizadas para el
montaje de las turbinas.
Las cimentaciones por gravedad se rellenan de olivina, que es un
mineral muy denso, que proporciona la suficiente resistencia para que las
cimentaciones soporten las olas y la presión del hielo.
La base de una cimentación de este tipo será de 14 por 14 m (o de 15 m
de diámetro para una base circular) para profundidades de agua de 4 a 10 m
20
“CURSO ENERGÍAS RENOVABLES Y DESARROLLO SOTENIBLE”
Trabajo fin de curso: LA ENERGÍA EÓLICA MARINA OFFSHORE
(en caso de un aerogenerador con un diámetro del rotor de aproximadamente
65 m).
Acondicionamiento del lecho marino
La ventaja de la solución del cajón de acero es que la cimentación puede
ser preparada en tierra, y puede ser utilizada en cualquier tipo de lecho marino,
aunque se necesita un acondicionamiento previo del mismo. El limo tiene que
ser eliminado y un lecho de grava debe ser preparado por buzos antes de
colocar la cimentación en su emplazamiento.
Protección contra la erosión
Normalmente, el lecho marino de alrededor de la base de la cimentación
deberá estar protegido contra la erosión colocando cantos rodados o rocas
alrededor de los bordes de la base. Lo mismo ocurre con la versión en
hormigón de las cimentaciones por gravedad, lo que hace que este tipo de
cimentación sea relativamente más costoso en áreas con una erosión
significativa.
El coste de penalización que supone el moverse hacia aguas más
profundas es mínimo si se compara con el de las cimentaciones de acero
tradicionales. La razón es que la base de la cimentación no necesita crecer
proporcionalmente con la profundidad del agua para hacer frente a la presión
del hielo y las olas.
Los costes estimados para este tipo de cimentación son, por ejemplo, de
2.343.000 coronas danesas (335.000 dólares americanos) para una máquina
de 1,5 MW situada a 8 m de profundidad del agua en el mar Báltico (cifras de
1997). Estas cifras incluyen los costes de instalación.
3.- Cimentaciones marinas: el monopilote
La cimentación monopilote es una construcción simple.
La cimentación consta de un pilote de acero con un diámetro
de entre 3,5 y 4,5 metros. El pilote está clavado de 10 a 20
metros en el lecho marino, dependiendo del tipo de subsuelo.
Efectivamente, la cimentación de un solo pilote extiende la
torre de la turbina a través del agua hasta el interior del lecho
marino.
Una ventaja importante de este tipo de cimentación es
que no necesita que el lecho marino sea acondicionado. Por
otro lado, requiere un equipo de pilotaje pesado, y no se
aconseja este tipo de cimentación en localizaciones con
muchos bloques de mineral en el lecho marino. Si se
encuentra un bloque de mineral durante el pilotaje, es posible
perforarlo y hacerlo volar con explosivos.
El factor de dimensionamiento de la cimentación varía
del mar del Norte al mar Báltico. En el mar de Norte es el
tamaño de las olas quien determina la dimensión del pilote.
En el mar Báltico es la presión del hielo a la deriva quien
21
“CURSO ENERGÍAS RENOVABLES Y DESARROLLO SOTENIBLE”
Trabajo fin de curso: LA ENERGÍA EÓLICA MARINA OFFSHORE
decide el tamaño de la cimentación. Esta es la razón por la que los costes de la
cimentación monopilote aumentan más rápidamente en el mar Báltico que en el
mar del Norte. Los costes incluyen la instalación (precios de 1997).
En este tipo de cimentación la erosión no será normalmente un
problema.
Imágenes margen superior: sistema de instalación de la base monopilote de
acero, mediante el sistema de “martilleo”.
En las imágenes inferiores se observa los barcos de montaje empleados, los
cuales se sustentan sobre el lecho marino para facilitar las operaciones de
montaje.
22
“CURSO ENERGÍAS RENOVABLES Y DESARROLLO SOTENIBLE”
Trabajo fin de curso: LA ENERGÍA EÓLICA MARINA OFFSHORE
4.- Cimentaciones marinas: el trípode
La cimentación en trípode se inspira en las ligeras y rentables
plataformas de acero con tres patas para campos petrolíferos marinos
marginales en la industria del petróleo.
Desde el pilote de acero bajo la torre de la turbina parte una estructura
de acero que transfiere los esfuerzos de la torre a tres pilotes de acero. Los
tres pilotes están clavados de 10 a 20 metros en el lecho marino, dependiendo
de las condiciones del suelo y de las cargas del hielo.
Ventajas del trípode
La ventaja de un modelo de tres
patas es que es apropiado para
grandes profundidades del agua. Al
mismo tiempo, sólo necesita una
preparación mínima del emplazamiento
antes de la instalación.
Tecnología multipilote
La cimentación es anclada al
lecho marino mediante un pilote de
acero relativamente pequeño (0,9 m) en
cada esquina. Debido a requerimientos
de pilotamiento, la cimentación en
trípode no es apropiada para lechos
marinos con múltiples y grandes
bloques de roca.
Consideraciones de erosión
Normalmente la erosión no será
un problema en este tipo de
cimentación.
Adecuada para mayores profundidades de agua
Este tipo de cimentación no es conveniente para profundidades del agua
menores a 6- 7 metros. La razón principal es que las embarcaciones de
servicio a bajas profundidades tendrán problemas para acercarse a la
cimentación debido a la estructura de acero. El futuro de este tipo de
instalaciones son de alta mar (profundidades superiores a 50 metros).
El futuro de la instalación de los aerogeneradores marinos “offshore”
Las instalaciones en alta mar tienen un enorme potencial, la corriente
tecnológica esta a llevando a cabo la investigación de nuevos sistemas de
instalaciones en alta mar, pero hasta la fecha no se ha encontrado un sistema
comercial factible para su instalación.
Los fundamentos principales de la investigación y diseño están siendo
tomados de la industria del petróleo y del gas.
23
“CURSO ENERGÍAS RENOVABLES Y DESARROLLO SOTENIBLE”
Trabajo fin de curso: LA ENERGÍA EÓLICA MARINA OFFSHORE
El amplio interés de la tecnología eólica generada en alta mar, es la
consecuencia de que los vientos marinos son más fuertes cuanto más lejos de
la costa nos encontremos, siendo además muy importante la ocultación del
impacto visual del litoral, evitando las oposiciones de los ciudadanos ante la
contaminación visual que suponen.
El grave coste es el mayor de todos los desafíos que se están contando
la tecnología en la actualidad.
Algunos prototipos son los siguientes.
El proyecto HYWIND.
Hasta la fecha, solo existe en el mundo una sola turbina flotante
denominada el proyecto HYWIND.
El aerogenerador Hywind, se encuentra instalado en el Mar del Norte
fuera de Noruega. El Hywind fue remolcado a alta mar a principios de junio de
2009. El aerogenerador dispone una turbina de 2,3 megavatios y fue construida
por Siemens Wind Power y montado sobre una torre flotante construida por
Technip en Francia con una primera idea de proyecto para su instalación de
100 metros de profundidad.
La instalación es propiedad de StatoilHydro y se pondrá a prueba
durante dos años. Después del montaje en las aguas más tranquilas de Åmøy
fiordo cerca de Stavanger, Noruega, los 120 metros de torre con una turbina de
2,3 MW fue remolcado 10 kilómetros mar adentro e instalada para una
profundidad de 220 metros en las aguas profundas, se procedió a su
instalación el 6 de junio de 2009 para implementación de prueba de dos años.
24
“CURSO ENERGÍAS RENOVABLES Y DESARROLLO SOTENIBLE”
Trabajo fin de curso: LA ENERGÍA EÓLICA MARINA OFFSHORE
Las autoridades competentes consideran que este primer aerogenerador
marino debe contribuir a que los parques eólicos en alta mar se sitúen fuera de
la vista. Su instalación ha potenciado el mercado mundial de turbinas, para
aumentar su potencia y
reducción de costes.
El
aerogenerador
entro en funcionamiento en
el verano de 2009. Hywind
fue inaugurado el 8 de
septiembre de 2009.
La turbina de costó
62 millones de dólares,
tanto en su construcción e
instalación.
Los
13
kilómetros de longitud de
cable
submarino
de
transmisión de potencia se
instaló en julio de 2009 y la
prueba
del
sistema,
incluyendo las palas del
rotor y de transmisión de
potencia inicial se llevó a cabo poco después. La instalación se espera que
genere cerca de 9 GWh de electricidad anualmente.
La teoría se basa en el sistema “blue H” mediante el cual el
aerogenerador se sustenta al fondo marino mediante un sistema de catenarias
de anclaje y flotadores, tal y como muestra la imagen inferior.
El proyecto Mustard Seed
El primer aerogenerador mundial montado sobre de agua dulce se
desplegó en el Lago Erie, a ocho millas de la costa de Cleveland, Ohio, en
noviembre de 2009.
Doce barriles rellenos de espuma se utilizaron como flotadores para un
banco de pruebas que produce hasta 1,2 kilovatios de energía para la
25
“CURSO ENERGÍAS RENOVABLES Y DESARROLLO SOTENIBLE”
Trabajo fin de curso: LA ENERGÍA EÓLICA MARINA OFFSHORE
electrónica a bordo. Según su organización matriz, el experimento de “Mustard
Seed”, este sistema de energía eólica sobre agua dulce se ha desarrollado con
"presupuesto y recursos limitados" y en el futuro conduciría a la instalación de
energía eólica a gran escala sobre lagos y ríos.
El problema del presente experimento es que los barriles se anclaron al
suelo de barro del lago Erie y el equipo perdió la comunicación con el sistema
durante las fuertes tormentas, varios días después de la implementación. Hasta
la fecha, nunca ha sido encontrado o recuperado el equipo del experimento.
Resumen de los sistemas de instalación de aerogeneradores marinos:
26
“CURSO ENERGÍAS RENOVABLES Y DESARROLLO SOTENIBLE”
Trabajo fin de curso: LA ENERGÍA EÓLICA MARINA OFFSHORE
Cómo llega la energía a tierra
Los parques eólicos se conectan a tierra por cables submarinos
enterrados para reducir el riesgo de daños ocasionados por equipos de pesca,
anclas, etc.
En zonas estratégicas del parque se colocan, entre otras instalaciones
de servicio, subestaciones marinas formadas por transformadores que
convierten la baja o media tensión en alta para favorecer así el transporte hasta
la costa. Una vez en tierra, tan sólo resta conectar la línea eléctrica con la red
de distribución existente.
Las
subestaciones
marinas,
además de su gran coste de instalación y
mantenimiento, téngase en cuenta que la
subestación marina que se adjunta,
33/133
kV
se
encuentra
aproximadamente a 7 kilómetros de la isla
Walney, en la costa británica de Cumbria,
donde la profundidad del agua es de unos
22 metros. Es decir, la subestación de
480 toneladas se encuentra literalmente
situada "en alta mar". El cable submarino
de 133 kV, con una longitud de 27 km,
conecta a la subestación Heysham.
Dicha subestación marina, pionera en su construcción, convierte al
parque eólico marino en un sistema totalmente conectado a la red de alta
tensión terrestre.
Al igual que lo parques terrestres las presentes instalaciones marinas
deben ser desconectadas del sistema en momentos puntuales para evitar lo
denominado huecos de tensión. La situación de la presente subestación, hace
que mecánicamente y eléctricamente debe de estar preparada para soportar un
nivel de exigencia superior a las terrestres, ya que no es posible sustituir
elementos averiados.
Protección del medio ambiente: Aves y ruido generado.
Los aerogeneradores marinos no tienen un efecto significativo en la vida
de las aves acuáticas. Esta es la conclusión de dos experimentos realizados en
Dinamarca, con los que se pudo comprobar que las aves se mantenían a una
distancia segura de las turbinas y, por otro lado, que los rotores que giran no
las ahuyentaban de sus áreas de alimentación.
De cualquier modo, al no existir limitaciones en cuanto al impacto del
ruido producido, en los parques terrestres la velocidad en la punta de la pala se
limita a 65 m/s, mientras que en los parques marinos puede llegar hasta 90 m/s
en los bipalas y 75 m/s en los tripalas, por lo que la productividad de la turbina
es mayor.
27
“CURSO ENERGÍAS RENOVABLES Y DESARROLLO SOTENIBLE”
Trabajo fin de curso: LA ENERGÍA EÓLICA MARINA OFFSHORE
Esto es por lo tanto un aspecto negativo que debe tenerse en cuenta es
el ruido que se transmite a través del agua, que se refleja en la superficie y en
el fondo del mar, lo que deben atender los proyectistas. Este ruido puede
también ser causado por las vibraciones de la propia torre de la turbina y,
además, puede alterar el equilibrio ecológico de las especies marinas que
conviven en las inmediaciones del parque.
El mantenimiento.
A diferencia de las instalaciones terrestres, las instalaciones marinas,
necesitan un mantenimiento especial, como consecuencia del desgaste que
produce el mar en sus elementos eléctricos, mecánicos y estructurales.
Los equipos necesarios para el mantenimiento de los aerogeneradores
es muy superior al terrestre, ya que es necesaria la preparación de operarios
que sean capaces de realizar operaciones de “altos vuelos” tal y como se
muestran en las imágenes que se adjuntan. La elevada producción de este tipo
de aerogeneradores, hace de cualquier modo que los costes de mantenimiento
y montaje, interesantes para la producción energética.
Los parques eólicos marinos deben estar altamente protegidos contra
las tormentas eléctricas, debido a que en altamar son más sensibles a ser
alcanzados por estos fenómenos, que afectan principalmente a las palas y los
sistemas electrónicos.
Los cimientos y las torres de los parques eólicos marinos están
sometidos a fuertes cargas provenientes del viento y de las olas, por separado
o en combinación.
28
“CURSO ENERGÍAS RENOVABLES Y DESARROLLO SOTENIBLE”
Trabajo fin de curso: LA ENERGÍA EÓLICA MARINA OFFSHORE
Evolución de la energía eólica marina en Europa
Dado que en Dinamarca se establecieron los primeros parques eólicos
marinos, donde la inversión siempre ha sido superior a la media Europea, así
como su instalación, como consecuencia de que las dimensiones del país son
muy pequeñas y el aprovechamiento de las bajas profundidades marinas el
mar del norte les favorece sus instalaciones, han logrado tras importantes
inversiones económicas, liderar la producción mundial de energía eólica
marina, logrando gracias a la investigación una producción de electricidad que
es más estable, siendo esta un 20% superior a la energía eólica terrestre que
produce su propio país. Además, se ha logrado que la vida útil del parque, con
un buen mantenimiento, pueda llegar a duplicarse. En la actualidad el 50% del
consumo eléctrico familiar danés proviene de este tipo de energía.
En el resto de Europa destacan algunos proyectos, entre los que se
encuentra la instalación en el Reino Unido de 3.000 aerogeneradores en sus
costas este y oeste con capacidad para abastecer al 15% de la población
británica. En Alemania se prevé la instalación de 60.000 MW antes de 2025 e
Irlanda ha aprobado la construcción del mayor parque eólico del mundo en el
mar de Irlanda, con una producción de 520 MW, equivalente al 10% de las
necesidades energéticas del país.
Evolución de la energía eólica marina en España
España destaca en el panorama internacional por su uso de la energía
eólica terrestre. Además de ser la energía renovable en la que más ha
despuntado, nuestro país es el segundo con mayor potencia instalada. Sin
embargo, todavía no ha situado ni un solo generador mar adentro.
Según Greenpeace, en la Península Ibérica sería posible crear por este
medio 25.000 MW de potencia hasta el año 2030, con lo que se evitaría la
emisión anual de unos 25 millones de toneladas de CO2.
En España hay varios enclaves marinos estratégicos para este fin, como
el Estrecho de Gibraltar, el cabo de Creus, el delta del Ebro o zonas de la costa
29
“CURSO ENERGÍAS RENOVABLES Y DESARROLLO SOTENIBLE”
Trabajo fin de curso: LA ENERGÍA EÓLICA MARINA OFFSHORE
gallega, pero, en general, la costa española no es muy adecuada por la gran
profundidad de sus mares.
Existe un proyecto, de un coste estimado de 1.650 millones de euros,
que consiste en instalar aerogeneradores a unos 18 kilómetros del cabo de
Trafalgar, entre Barbate y Conil en Cádiz, con una potencia de 1.000 MW
(sumaría tan sólo el 0,1% de la energía renovable española). A él se oponen
por un lado los representantes de la flota de Barbate y Conil, ya que entienden
que supone un riesgo para la pesca artesanal y las rutas migratorias de los
atunes y, por otro, las autoridades locales, que mantienen que el impacto visual
retraerá a los turistas.
Como solución intermedia entre los parques eólicos en tierra y los
situados en el mar, se están promocionando parques como el instalado en el
Puerto de Bilbao en España. Las cimentaciones están ancladas en tierra firme,
concretamente en un dique portuario, aunque las olas llegan a azotar las torres
de los aerogeneradores que Corporación Eólica (CESA) instaló en este
emplazamiento. Las máquinas deben tratarse contra los efectos corrosivos del
ambiente marino para garantizar la mayor durabilidad de estas instalaciones.
Este tipo de parques se clasifica en la jerga internacional como parque eólico
near-shore (cerca de la orilla del mar).
La instalación abastecerá a 12.500 hogares (unas 40.000 personas) de
suministro eléctrico. Con una superficie de 1.580 metros cuadrados en el dique
de Punta Lucero, el parque está compuesto por cinco aerogeneradores de
última generación capaces de producir 23.500 MWh anuales de electricidad.
30
“CURSO ENERGÍAS RENOVABLES Y DESARROLLO SOTENIBLE”
Trabajo fin de curso: LA ENERGÍA EÓLICA MARINA OFFSHORE
Principales enclaves Españoles eólicos marinos.
Cabe destacar que los principales proyecto se están desarrollando en
cuatro grandes zonas:
1. Galicia
2. Golfo de Cádiz
3. Costa Mediterránea
4. Islas Canarias
Galicia
La Cornisa Cantábrica no es apropiada, en principio, para implantar
parques eólicos marinos ya que adquiere rápidamente grandes profundidades.
Sin embargo, existen algunos bancos de arena que sí serían espacios idóneos
para la eólica marina. Además, el viento es frecuente y fuerte lo que hace que
los emplazamientos deban ser estudiados con interés. Las mejores zonas para
la instalación serían las que mostramos en la figura 1.
Figura 1. Potencial Eólico marino en las costas gallegas.
Se estima que en todo este litoral es posible instalar unos 500 MW de
potencia, en parques de capacidad media en torno a los 30 MW con
aerogeneradores de 3 MW de potencia unitaria.
Golfo de Cádiz
Esta zona de España, que se extiende desde la desembocadura del
Guadiana hasta el estrecho de Gibraltar presenta zonas apropiadas para la
instalación de parques eólicos marinos. La profundidad es inferior a 50 metros
varias millas más allá de la costa y los vientos suelen ser bastantes fuertes y
constantes. Esta es, sin duda, la mejor zona de España pudiéndose instalar
hasta 10.000 MW.
En la figura 2 se muestran las zonas de mayor potencial, ubicadas en la
costa atlántica.
Figura 2. Potencial eólico marino en el golfo de Cádiz
31
“CURSO ENERGÍAS RENOVABLES Y DESARROLLO SOTENIBLE”
Trabajo fin de curso: LA ENERGÍA EÓLICA MARINA OFFSHORE
Costa Mediterránea
El viento desde la costa de Málaga hasta Girona es menos frecuente e
intenso pero existen varios emplazamientos muy interesantes desde el punto
de vista eólico. Al ser una zona muy turística podría valorarse negativamente la
instalación de parques eólicos. Sin embargo, su lejanía de la costa los haría
prácticamente invisibles. Además podría utilizarse como un reclamo turístico
más organizándose excursiones en pequeñas embarcaciones habilitadas al
efecto.
Las especiales características del Mar Mediterráneo hacen que sus
fondos marinos estén deteriorados a causa de la pesca de arrastre, la
contaminación y la sobreexplotación. De especial relevancia son las praderas
de fanerógamas marinas que conforman ecosistemas muy ricos y diversos,
llegando a albergar más de 300 especies, muchas de ellas de interés
comercial. Se encuentran en profundidades entre 7 y 30 metros, no siendo
estos fondos aptos para la instalación de parques eólicos. En este caso las
alternativas pasan por buscar ubicaciones a menos de 7 metros de
profundidad, o asumir el coste de inversión para aquellos de más de 30 metros.
La evaluación del potencial es muy es discutible pero una orquilla razonable
nos situaría entre los 7.500 y 15.000 MW.
Islas Canarias
Las islas se caracterizan por unos fondos marinos bastante profundos en
la mayoría de los casos. Sin embargo, hay emplazamientos cercanos a algunas
costas donde es posible ubicar parques eólicos. El importante desarrollo eólico,
en tierra, de Las Islas Canarias con 130 MW instalados a finales de 2005, hace
que se vea muy prometedora la posibilidad de grandes desarrollos “offshore”.
El potencial de instalación disponible estaría situado entorno a los
20.000 MW.
CONCLUSIONES
La técnica ha demostrado que la energía eólica marina, puede llegar a
ser tanto o más rentable que la energía eólica convencional en el medio
terrestre, siempre y cuando se solventen algunos matices técnicos.
La baja profundidad de los mares del norte de Europa, junto con las
pequeñas dimensiones de algunos de esos países, así como el crecimiento
imparable del consumo energético, hacen que inevitablemente crezca su
expansión energética hacia el mar.
La energía eólica marina, tal y como se ha visto, dispone para su
instalación de torres más pequeñas, con un menor impacto medio ambiental y
sobre todo una mayor potencia producida, convirtiendo a este tipo de energía
en un sistema de producción fiable e interesante para los países nórdicos.
Los avances tecnológicos, están llevando la energía eólica marina a
profundices muy elevadas y por lo tanto, a distancias de la costa,
suficientemente alejadas, como para que no sean perceptibles por el hombre
desde sus playas.
32
“CURSO ENERGÍAS RENOVABLES Y DESARROLLO SOTENIBLE”
Trabajo fin de curso: LA ENERGÍA EÓLICA MARINA OFFSHORE
España tiene un especial interés en este tipo de energía, ya que en la
“isla energética” en la que habitamos, depende plenamente del mercado
exterior, por lo que el aprovechamiento de la energía eólica que nuestros
mares, puede ser un gran avance en nuestra independencia energética
exterior.
BIBLIOGRAFÍA
http://www.google.es/
http://www.ewea.org/
http://www.windpower.org/
http://peswiki.com/
http://www.consumer.es/
http://guidedtour.windpower.org/es/tour/
http://offshorewind.net/index.html
http://ingenieriaelectricaexplicada.blogspot.com/
http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_offshore_wind_farms
http://www.cener.com/es/energia-eolica/mapas-viento.asp
33
“CURSO ENERGÍAS RENOVABLES Y DESARROLLO SOTENIBLE”
Trabajo fin de curso: LA ENERGÍA EÓLICA MARINA OFFSHORE
ANEXO 1: INSTALACIONES EÓLICAS MARINAS OPERATIVAS EN
EUROPA
El Presente recuento de instalaciones eólicas
marinas “offshore”, procede de la asociación europea de
la energía eólica, en su informe anual 2.009.
Bélgica
Nombre de la
instalación
Localización
Thornton
Bank phase 1
Off Zeebrugge
TOTAL
Potencia
Profundidad
nº turbinas
en MW
instalación
30
6
12 to 27
Distancia
a la costa
Año de
puesta en
marcha
27 to 30
2008
Repower
C-power
(RWE
Innogy)
Gravity
Distancia
a la costa
Año de
puesta en
marcha
Fabricante
turbina
Operador
de red
Tipo
instalación
Propietario
Siemens
Vestas
Dong
Energy
Dong
Energy
Gravity
MT
Højgaard
Gravity
SIF,
Smulders,
Fabricante Operador
turbina
de red
Tipo
Propietario
instalación
GeoSea
30
Dinamarca
Nombre de la
instalación
Localización
Vindeby Tunø
NW of Vindeby,
Lolland
4,95
11
2,5 to 5
2,5
1991
Knob
Off Aarhus,
Kattegat Sea
5
10
0,8 to 4
6
1995
Middelgrunden
Oresund, E of
Copenhagen
40
20
2 to 6
2
2001
Siemens
Dong
Energy
Gravity
MTHS
Horns Rev 1
NW of Esbjerg
160
80
6 to 14
14
2002
Vestas
Vattenfall,
Dong
Jacket
Entreprenør
Nysted
Off Rødsand,
Lolland
165,6
72
6 to 10
6 to 10
2003
Siemens
E.On,
Dong
Energy
Gravity
Samsø
Palludan Flak,
S of Samsø
23
10
11 to 18
3,5
2003
Siemens
Per Aarsleft
Bladt
Industries
Frederikshavn
Frederikshavn
Harbour
10,6
4
3
0,8
2003
Vestas,
Bonus
Nordex
Dong
Energy
Horns Rev 2
Blåvandshuk
209
91
9 to 17
30
2009
Siemens
Dong
Energy
Monopilote
Bladt, Per
Aarsleft &
Bilfnger
Berger
Storebaelt/Spro
gø
N of Sprogø
21
7
6 to 16
2
2009
Vestas
Sund &
Baelt
Gravity
Per Aarsleft
& Bilfnger
Berger
TOTAL
Potencia
Profundidad
nº turbinas
en MW
instalación
639,15
34
Samsø
Monopilote
Kommune
“CURSO ENERGÍAS RENOVABLES Y DESARROLLO SOTENIBLE”
Trabajo fin de curso: LA ENERGÍA EÓLICA MARINA OFFSHORE
Finlandia
Nombre de la
instalación
Localización
Kemi Ajos
phases 1+2
Ajos Harbour
Distancia
a la costa
Año de
puesta en
marcha
<1
2008
Distancia
a la costa
Año de
puesta en
marcha
Fabricante
turbina
Operador
de red
<1
2004
Enercon
Enova,
EWE
Potencia
Profundidad
nº turbinas
en MW
instalación
8
24
3
Fabricante Operador
turbina
de red
WinWind
Pohjolan
Voima
Tipo
Propietario
instalación
Gravity
24
TOTAL
Alemania
Nombre de la
Potencia
Profundidad
Localización
nº turbinas
instalación
en MW
instalación
Tipo
instalación
Propietario
Enova
offshore Emden
Ems River
in Emden
4,5
1
Breitling
Rostock
Harbour
2,5
1
2
1
2006
Nordex
Nordex
AG
Hooksiel
Hooksiel
Harbour
5
1
2 to 8
0,4
2008
Bard
BardGroup
Tripod
Bard
Alpha Ventus
- Borkum
West
N of
Borkum
30
6
30
43
2009
Multibrid
DOTI
(EWE,E.O
n,
Vatenfall)
Tripod
Aker, BiFab
42
TOTAL
Irlanda
Nombre de la
instalación
Localización
Potencia
en MW
nº
turbinas
Profundidad
instalación
Distancia
a la costa
Año de
puesta en
marcha
Arklow Bank
Off Arklow,
Co Wicklow
25,2
7
2.5 to 5
10
2004
TOTAL
Fabricante Operador
turbina
de red
GE
GE
Tipo
instalación
Propietario
Monopilote
Sif,
Smulders
25,2
Holanda
Nombre de la
Potencia
Profundidad
Localización
nº turbinas
instalación
en MW
instalación
Distancia
a la costa
Año de
puesta en
marcha
Fabricante
turbina
Operador de
red
Tipo
instalación
Lely
Medemblik,
Ijsselmeer
2
4
7,5
0,75
1994
Nedwind
Nuon
Monopilote
Irene Vorrink
Dronten,
Ijsselmeer
16,8
28
2
0,03
1996
NordTank
Nuon
Monopilote
Offshore
Wind Farm
Egmond aan
Zee
Off Egmond
aan Zee
108
38
19 to 22
8 to 12
2007
Vestas
Prinses
Amalia
Off
Ijmuiden
120
60
19 to 24
23
2008
Vestas
TOTAL
246,8
35
NoordzeeWind Monopilote
Econcern,
Eneco
Monopilote
Propietario
Bladt
Bladt
“CURSO ENERGÍAS RENOVABLES Y DESARROLLO SOTENIBLE”
Trabajo fin de curso: LA ENERGÍA EÓLICA MARINA OFFSHORE
Noruega
Nombre de la
instalación
Localización
Floating
Hywind
Off Karmoy
Potencia
Profundidad
nº turbinas
en MW
instalación
2,3
1
220
Distancia
a la costa
Año de
puesta en
marcha
12
2009
Distancia
a la costa
Año de
puesta en
marcha
Fabricante Operador
turbina
de red
Siemens
Statoil
Tipo
Propietario
instalación
Floating
2,3
TOTAL
Suecia
Nombre de la
instalación
Localización
Bockstigen
Gotland
2,75
5
6 to 8
3
1998
NEGMicon
Utgrunden I
Kalmarsund
10,5
7
4 to 10
7
2001
GE
Vattenfall
Monopilote
Yttre Stengrund
Kalmarsund
10
5
8 to 12
4
2002
NEGMicon
Vattenfall
Monopilote
Lillgrund
Oresund
Straight
110,4
48
2,5 to 9
10
2007
Siemens
Vattenfall
Gravity
Hochtief
Gässlingegrund
Vänern
30
10
4 to 10
4
2009
WinWind
Vindpark
Väners
Gravity
PEAB
TOTAL
Potencia
Profundidad
nº turbinas
en MW
instalación
Fabricante Operador
turbina
de red
Tipo
Propietario
instalación
Monopilote
163,65
Inglaterra
Distancia
a la costa
Año de
puesta en
marcha
6
1
2000
Vestas
E.On
Monopilote
30
5 to 12
3 to 10
2003
Vestas
Npower
(RWE
Innogy)
Monopilote
60
30
2 to 10
2,5
2004
Vestas
E.On
Monopilote
Off Whitstable
90
30
5
8,5
2005
Vestas
Vattenfall
Monopilote
Barrow
Off Walney
Island
90
30
21 to 23
7
2006
Vestas
Beatrice
Beatrice Oilfeld,
Moray Firth
10
2
40
25
2007
Repower
Burbo Bank
Crosby
90
25
10
5,2
2007
Siemens
Dong
Monopilote
MT
Højgaard
Inner
Dowsing
Ingoldmells/
Skegness
Ingoldmells/
97,2
27
10
5
2008
Siemens
Centrica
Monopilote
MT
Højgaard
Lynn
Skegness
97,2
27
10
5,2
2008
Siemens
Centrica
Monopilote
MT
Højgaard
Rhyl Flats
Rhyl
90
25
4 to 15
8
2009
Siemens
Npower
(RWE)
Monopilote
MT
Højgaard
Robin Rigg
Maryport, Rock
Cliffe
90
30
>5
9,5
2009
Vestas
E.On
Monopilote
MT
Højgaard
Gunfeet
Sands 1 and
2
Clacton-on-Sea
104,4
29
2 to 15
7
2009
Siemens
Dong
Monopilote
MT
Højgaard
Nombre de la
instalación
Localización
Blyth
Offshore
Blyth Harbour
4
2
North Hoyle
Prestatyn and
Rhyl
60
Scroby
Sands
NE of Greater
Yarmouth
Kentish fats
TOTAL
Potencia
Profundidad
nº turbinas
en MW
instalación
882,8
36
Fabricante Operador
turbina
de red
Tipo
Propietario
instalación
Dong,
Monopilote
Centrica
Scottish
and
Jacket
Southern,
Talisman
Sif,
Smulders
MT
Højgaard,
Sif,
Smulders
KBR
“CURSO ENERGÍAS RENOVABLES Y DESARROLLO SOTENIBLE”
Trabajo fin de curso: LA ENERGÍA EÓLICA MARINA OFFSHORE
La potencia total Europea es de 2.055,90 MW instalados y operativos
hasta finales del año 2.009, tal y como refleja el informe de la EWEA.
Destacan como superpotencias de la energía eólica marina a Inglaterra
con sus 882,80 MW y Dinamarca con sus 639,15 MW.
Resaltar también el sistema de instalación predominante en los primeros
años fue el sistema por gravedad (hormigón), predominando en la actualidad el
sistema monopilote (acero + hormigón).
Las instalaciones eólicas marinas que se están llevando a cabo en la
actualidad, se encuentran a distancias relativamente cortas de las costas de 5
a 15 kilómetros marinos, mientras que su profanidad oscila entre los 2 y 30
metros, haciendo que su instalación sea relativamente más sencilla que en las
costas españolas.
Destacar el proyecto Hywind, instalado en noruega, el proyecto de el
aerogenerador flotante, se encuentra instalado a una profundidad de 220
metros y a 12 kilómetros marinos de la costa. Este experimento será el que
desvele los futuros de la energía eólica marina en el resto de Europa, sobre
todo en las costas españolas.
Las predicciones de la EWEA para el año 2.020 son 40.000 MW,
según refleja el último informe emitido por la presente institución.
37
“CURSO ENERGÍAS RENOVABLES Y DESARROLLO SOTENIBLE”
Trabajo fin de curso: LA ENERGÍA EÓLICA MARINA OFFSHORE
ANEXO 2: MAPAS EÓLICOS
Mapa eólico de Europa Occidental y España.
38
“CURSO ENERGÍAS RENOVABLES Y DESARROLLO SOTENIBLE”
Trabajo fin de curso: LA ENERGÍA EÓLICA MARINA OFFSHORE
Una vez vistos los valores que energía eólica marina puesta en marcha
en Europa, es fácil observar que el potencial eólico marino del norte de Europa
es muy superior al que disponemos en la actualidad en la península ibérica.
Además de dicho potencial eólico marino, se disponen de dos grandes
ventajas:
- Fuerte inversión económica en mejora de las infraestructuras eólicas,
así como mejoras de las máquinas. Inversión denominada I+D.
- Poca profundidad de los mares del norte.
Si a estos dos puntos, también agregamos que los países del norte de
Europa, disponen de muy poco espacio para instalación de parques eólicos
terrestres y que están perfectamente interconectados entre sí para la
evacuación de la energía producida, hace que estas potencias eólicas tomen
una ventaja muy sustancial a la potencia eólica marina que España puede
llegar a desarrollar.
Por todo ello, España, solo tiene que esperar que los proyectos como el
Hywind sean viables y rentables para los inversores, y así poder aprovechar
toda la potencia eólica marina que nuestros mares disponen.
39