Se están produciendo nuevos desarrollos en el diseño de las cimentaciones de los aerogeneradores, con el objetivo de superar los costes y las barreras logísticas que suelen asociarse a la instalación
A medida que aumenta la diversidad de regiones que muestran interés por la energía eólica, la innovación en las turbinas es cada vez más necesaria para superar los retos asociados a la instalación, y un mejor diseño de los cimientos puede aumentar la flexibilidad del lugar y reducir tanto el tiempo como los costes de construcción. La revista Modern Power Systems examina dos avances recientes en la innovación de los cimientos de las turbinas.
Diseño de los cimientos de las turbinas eólicas
En alta mar
En el parque eólico marino Kaskasi, de 342 megavatios (MW), de RWE, se va a introducir una innovadora tecnología de cimentación. Por primera vez en el sector de las energías renovables, se instalarán collares especiales alrededor de los cimientos de los monopilotes a nivel del lecho marino.
El diseño del “collarín” se basa en una patente de RWE. La nueva tecnología proporcionará un soporte adicional para las cargas laterales, aumentará la capacidad de carga y mejorará la integridad estructural de toda la cimentación, especialmente en terrenos difíciles.
RWE Renewables ha firmado un contrato con DEME Offshore para el transporte y la instalación de la nueva tecnología de cimentación en Kaskasi, situada en el Mar del Norte alemán, a 35 km al norte de la isla de Heligoland.
Kaskasi será también el primer parque eólico marino comercial del mundo que utilizará la técnica de colocación de pilotes por vibración para cimentar todos los monopilotes hasta la penetración deseada. Se espera que el sistema se traduzca en una reducción del tiempo de instalación y de las emisiones de ruido para la vida marina.
El parque eólico marino de Kaskasi, cuya explotación comercial está prevista para el verano de 2022, constará de 38 aerogeneradores montados sobre monopilotes, cada uno de ellos de 9 MW.
Está previsto que la instalación de los cimientos comience en el tercer trimestre de 2021.
Cuando se alcance el objetivo de penetración de los monopilotes, se instalarán los collares de cimentación en tres de los aerogeneradores.
El diseño detallado del collar fue desarrollado por la empresa alemana de ingeniería civil JBO, basándose en la patente de RWE. Bladt Industries fue seleccionada como fabricante.
DEME Offshore transportará los tres collares desde el puerto de carga del fabricante en Aalborg (Dinamarca) hasta el emplazamiento de Kaskasi. A continuación, el equipo de DEME Offshore instalará los tres collares de acero, utilizando el versátil buque de perforación Neptune.
Los collares se instalarán en el lecho marino a una profundidad de hasta 25 metros. El espacio entre el collar y los cimientos del monopilote se rellenará con cemento para crear una conexión estable.
RWE realizará pruebas para comprobar que el collarín mejora el comportamiento estructural en comparación con los monopilotes estándar.
En tierra
La start-up Anker Foundations ha desarrollado una nueva forma de construir cimientos para turbinas eólicas en tierra.
El objetivo es resolver los problemas típicos asociados a los métodos clásicos de construcción de cimentaciones: largos tiempos de construcción; logística compleja en la obra; grandes cantidades de materiales; dependencia de las condiciones meteorológicas; y desmantelamiento y eliminación de residuos complejos y costosos.
Mientras que los aerogeneradores han experimentado un enorme desarrollo en los últimos años, se ha producido un estancamiento tecnológico en lo que respecta a la construcción de sus cimientos, afirma la empresa.
La idea de desarrollar y vender una tecnología de cimentación mejorada surgió a raíz de las conversaciones mantenidas con el promotor de proyectos de Hesse, Burg Lichtenfels Energie.
La empresa buscaba ideas innovadoras para construir los cimientos de un proyecto de parque eólico. “Las cimentaciones clásicas de hormigón in situ no son muy populares, sobre todo entre los propietarios, ya que su desmantelamiento no está del todo aclarado y pueden surgir costes considerables para los propietarios si las garantías de desmantelamiento no se cumplen adecuadamente”, señala Christoph Schwenzer, director de proyectos de Burg Lichtenfels Energie.
Mientras que las cimentaciones clásicas son de hormigón que se vierte in situ, la cimentación de Anker consta de piezas individuales que se prefabrican bajo condiciones controladas y se montan en la obra. No se requiere ningún transporte pesado y la cimentación puede instalarse en tres días.
A principios de 2019, Anker construyó una primera versión de la cimentación para una turbina Enercon E-115. Desde entonces, la cimentación se ha desarrollado continuamente y se ha adaptado a sistemas que provienen de una gran variedad de fabricantes, Nordex, Vestas y Siemens Gamesa, además de Enercon.
Los cimientos se fabrican en serie en WEC Turmbau, en Emden, desde principios de octubre de 2020.
“Estamos orgullosos de lo que hemos conseguido en un tiempo comparativamente corto”, dice Gregor Prass, ingeniero especialista en cimentaciones de Anker (y director general). Pero “no queremos dormirnos en los laureles” y actualmente “estamos centrados en encontrar licenciatarios en todo el mundo que quieran producir u ofrecer nuestros cimientos”.
Noticia tomada de: NS Energy / Traducción libre del inglés por World Energy Trade
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