Keystone Tower Systems, de Denver, dice que puede reducir el coste de la energía eólica con tecnología tomada de la fabricación de tuberías. Para ello, utiliza técnicas de soldadura en espiral para enrollar chapas de acero en enormes torres de turbinas in situ, más resistentes, rápidas y baratas que las técnicas actuales.
Los vientos más fuertes suelen soplar más arriba, pero, como muestra este estudio de 2022, el hecho de que las turbinas más altas capturen vientos más fuertes no significa necesariamente que el coste de la energía sea menor. De hecho, si se tienen en cuenta los costes de cimientos más sólidos y torres más altas y robustas, todo lo que supere los 120 m de altura tiende a encarecer la electricidad, y en un mercado tan sensible a los precios como el de la energía, eso es una mala noticia.
Según el NREL, aproximadamente la mitad del coste nivelado de la energía (LCoE) de una instalación eólica comercial media procede directamente del coste de los propios aerogeneradores. Casi la mitad del dinero está en la góndola, en la parte superior, y el resto se divide entre los rotores, que contribuyen en torno al 13,7% al LCoE, y la propia torre, en torno al 10,3%.
Pero a medida que crece el tamaño de las torres, aumenta desproporcionadamente su parte del CAPEX (gasto de capital) inicial. Una torre de 110 m (361 pies) puede suponer el 20% de los gastos de capital de un proyecto, mientras que una de 150 m (492 pies) se convierte en el 29% del coste. Y eso por no hablar de los problemas logísticos adicionales que conlleva el manejo de una maquinaria masiva como ésta.
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Keystone dice que tiene una solución para fabricar torres que abarata tanto el precio de las grandes torres que “convierte a la energía eólica en la fuente de energía de menor coste disponible, no sólo en las llanuras abiertas, sino en todo el mundo”.
La idea es bastante sencilla: en lugar de crear una serie de “latas” cilíndricas, transportarlas en camiones hasta el emplazamiento de la turbina y soldarlas para crear la estructura final de la torre, Keystone propone construir rápidamente pequeñas instalaciones de fabricación in situ y transportar en camiones rollos de acero a granel, o incluso chapas planas, que pueden soldarse entre sí para formar tiras más largas. Estos rollos o tiras se introducen en dobladoras angulares que los doblan en forma de espiral, que se suelda a lo largo de la línea de unión de forma continua a medida que se gira el acero. Gran parte del proceso está automatizado, como puede verse en el siguiente vídeo.
Los beneficios de contar con una torre de aerogenerador en espiral
El resultado, según Keystone, son torres de longitud completa, o secciones más cortas si resulta más fácil desde el punto de vista logístico, producidas 10 veces más rápido que en una fábrica estándar y con hasta un 80% menos de mano de obra. También se puede ahorrar en los cimientos utilizados para las torres soldadas en espiral. La fábrica puede estar lista para funcionar en un mes aproximadamente, y construir in situ significa que se puede hacer el tipo de secciones de gran diámetro que sencillamente no cabrían bajo los puentes si se hicieran en una fábrica y se enviaran.
Esta restricción de transporte, según Reuters, mantiene actualmente el diámetro máximo en 4,3 m, lo que limita la altura de las torres a unos 80 m. La tecnología de Keystone puede ampliarse para producir torres de más de 7 m de diámetro, para torres de hasta 180 m de altura. La tecnología de Keystone puede ampliarse para fabricar torres de más de 7 m de diámetro y más de 180 m de altura. De este modo, los parques eólicos terrestres pueden instalar torres más altas, con palas más largas, que accionen turbinas más grandes y produzcan más energía.
La soldadura en espiral es una tecnología consolidada en la fabricación de tuberías, por lo que el proceso de creación e inspección de calidad de estas largas secciones de tubo ya está probado. Keystone afirma que también da como resultado “un mejor comportamiento ante la fatiga y la deformación”, lo que permite fabricar torres de una altura determinada utilizando menos acero. Y como la planta de fabricación es esencialmente móvil, es bastante fácil instalarla temporalmente junto a un muelle y disparar docenas de secciones o torres enteras para instalaciones en alta mar.
Aunque la unidad de fabricación móvil es un elemento clave de la estrategia de Keystone, también ha creado su propia planta de fabricación en Texas, desde donde ha producido la torre para su primera instalación real, en colaboración con General Electric Renewable Energy.
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Este primer producto es una torre soldada en espiral de 89 m (292 pies) para la turbina 2.8-127 de GE. Certificada para una vida útil de 40 años, la torre está diseñada para sustituir fácilmente a las torres estándar de GE. Presumiblemente proporcionará un buen estudio de caso a escala comercial a partir del cual seguir adelante.
Por el momento, Keystone es una empresa pequeña que sobrevive en gran medida gracias a las subvenciones del gobierno estadounidense. En este tipo de fabricación se necesitan economías de escala antes de poder prometer grandes ahorros a los clientes. Pero está claro que la torre es una parte importante del coste de un aerogenerador acabado, así como un factor restrictivo en la ecuación tamaño/potencia, por lo que la técnica de soldadura en espiral de Keystone podría convertirse en una potente palanca con la que mover los costes de las energías renovables.
Noticia tomada de: New Atlas / Traducción libre del inglés por World Energy Trade
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