La AIE prevé que en 2022 habrá un aumento del 4% en la demanda mundial de electricidad. Con los precios del gas en máximos históricos y los objetivos de reducción de la dependencia de los combustibles fósiles, se hace más esencial que nunca que la energía renovable se suministre con la máxima eficiencia.
El sector de la energía eólica marina será fundamental para ello. Como parte de la respuesta a la demanda, la industria está en una marcha continua para conseguir que los proyectos se construyan rápidamente, asegurando al mismo tiempo que el coste nivelado de la energía siga bajando.
Aprovechar las innovadoras tecnologías y las nuevas técnicas de diseño es esencial para reducir los costos de construcción, acortar los plazos de los proyectos y avanzar hacia una industria más sostenible, ágil y rentable.
Es a través de las nuevas tecnologías que, en última instancia, se pueden completar proyectos de energía renovable con mayor eficiencia.
Nuevos métodos de construcción y el potencial que ofrecen
Las tecnologías de cimentación son un área clave en la que es posible mejorar los procesos de construcción y representan una notable oportunidad para construir más proyectos de forma rápida y eficiente.
La cimentación es una parte sustancial de los costos de desarrollo de cualquier proyecto, ya que representa entre el 15 y el 20% de los gastos totales. Ello implica analizar las implicaciones técnicas y de costos de las estructuras previstas, sobre todo porque el sector es cada vez más ambicioso en cuanto a las condiciones geográficas para las que se proponen los proyectos.
El desarrollo en estas condiciones más desafiantes, donde el agua es más profunda, los mares más tormentosos y donde el tipo de suelo es más diverso, junto con las turbinas más grandes, significa que se requiere un pensamiento dinámico sobre las opciones disponibles cuando se trata de crear cimientos sólidos y rentables para las torres y las turbinas.
Posibilidades alternativas de cimentación
Las estructuras basadas en la gravedad fueron de las primeras cimentaciones utilizadas para la energía eólica marina, debido a su función comparativamente bien entendida proveniente de su uso en la energía eólica terrestre. Aunque tradicionalmente se han utilizado en aguas poco profundas, se espera que en los próximos años se utilicen también en aguas más profundas, debido a sus bajos costos de producción.
Naturalmente, existen muchas otras estructuras, como los jackets y los trípodes. A medida que la industria se desarrolla, la combinación de concreto y acero es cada vez más habitual para estas estructuras, lo que amplía el beneficio de ahorro de las materias primas implicadas y las convierte en otra opción notable para las cimentaciones.
Y luego está la eólica flotante. Con su creciente participación en la producción de energía eólica en alta mar, esta tecnología está dando el marcado paso de las flotas experimentales a las comerciales a escala industrial.
Componentes más grandes
Hace unos años, una gran pala medía 45 m de largo. Ahora, abarcan más del doble, y se espera que la trayectoria de avance sea de nuevo mayor. Pero, como consecuencia natural, no sólo las palas de los aerogeneradores están aumentando de tamaño.
Los monopilotes eólicos marinos son cada vez más grandes, llegan a aguas más profundas y se convierten en el tipo de cimentación más común. En la actualidad se están instalando monopilotes de más de 8,5 m de diámetro.
A medida que aumentan de tamaño, la tecnología que permite instalarlos en el suelo y conectarlos al resto de la turbina va mejorando. Las nuevas técnicas permiten utilizar los cimientos de los monopilotes en aguas que alcanzan ahora los 55 m.
Se elimina las piezas de transición
Los nuevos diseños eólicos marinos han creado la posibilidad de construir una turbina sin pieza de transición. Este componente de acero que une el monopilote con el resto de la turbina eólica solía ser esencial, ya que garantizaba que la turbina estuviera totalmente alineada. Sin embargo, este componente ya no es necesario.
Los avances tecnológicos hacen que la perforación de los pilotes sea más precisa que nunca, lo que permite a los promotores no depender de la corrección de la desalineación añadiendo una pieza de transición a la parte superior del monopilote.
La pieza de transición también sirve como construcción a partir de la cual se pueden fijar elementos de acero secundarios esenciales para las operaciones y el mantenimiento, como escaleras y desembarcos. Pero, estos elementos pueden fijarse directamente a la torre de la turbina, evitando la necesidad de este paso adicional en la construcción y agilizando el proceso.
La construcción de turbinas sin pieza de transición puede aportar aún más ventajas en cuanto a rapidez de construcción, costo y respeto al medio ambiente.
En primer lugar, el transporte de los equipos y las piezas de la turbina: una torre de turbina en alta mar construida sin pieza de transición puede reducir el número de viajes que tiene que hacer un buque. El buque que antes se necesitaba para transportar esta parte de la turbina ya no será necesario.
Si bien es posible que se necesite un buque más grande para transportar un monopilote de mayor tamaño, las economías de escala permiten reducir el número de viajes que tiene que hacer un buque entre los puertos y los parques eólicos marinos, reduciendo costos de combustible y el tiempo.
Además, las bridas de gran diámetro utilizadas para fijar el monopilote a la pieza de transición y luego la pieza de transición a la turbina tienen plazos de fabricación considerables, a veces entre los más largos de las piezas de la turbina.
Si se elimina la pieza de transición, no se necesitan estas piezas adicionales, lo que teóricamente puede ser una forma eficaz de reducir el tiempo de fabricación.
Construir sin una pieza de transición también puede suponer un ahorro en operaciones y mantenimiento durante toda la vida útil. Al eliminar una sección completa de la turbina, se elimina el tiempo dedicado a las revisiones y reparaciones de dicha sección.
Aunque se trata de cambios a pequeña escala, cada ganancia será valiosa, ya que los márgenes se reducen para maximizar el desarrollo.
Ventajas de tiempo y costos en la adopción de nuevas tecnologías
Cabe destacar el efecto múltiple que tienen los aumentos de escala, que luego se trasladan hasta el monopilote. Como las ambiciones de la industria siguen creciendo, se necesitan cimientos más grandes para aguas más profundas y una mayor capacidad de las turbinas.
Aunque esto requiere más materias primas, se traduce en más potencia por la cantidad de acero y materias primas utilizadas, ya que las turbinas más grandes en zonas con mejores recursos generan más energía.
Más energía generada significa un aumento directo del rendimiento de los proyectos, de la confianza de los inversores y del apoyo continuo a las nuevas tecnologías que permiten satisfacer estas mayores demandas de energía.
También es importante la medida en que los distintos diseños pueden aprovechar los recursos. La energía eólica flotante en alta mar es un ejemplo clave de una tecnología que presenta una enorme oportunidad para la industria.
Dado que más del 80% de todo el recurso potencial de energía eólica marina se encuentra en aguas de más de 60 m de profundidad, que es más profunda de lo que pueden manejar los actuales diseños de fondo fijo, la eólica flotante será esencial para impulsar el crecimiento de la industria.
Mirar al futuro con ambición
Tratar de avanzar más rápido y más barato no es necesariamente una receta para el éxito. Este enfoque debe considerarse cuidadosamente, ya que el recorte de costos puede ser perjudicial para satisfacer la demanda cuando no se hace con la suficiente cautela.
Sin embargo, si seguimos innovando, explorando nuevas formas de desarrollo y mejorando las ya existentes mediante el estudio de elementos como los monopilotes, otras cimentaciones y piezas de transición, el sector podrá avanzar más rápido, reducir sus costos y hacer más sostenibles los procesos de los proyectos.
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