Los parques eólicos marinos avanzan a toda vela con ayuda submarina – Horizon Magazine Blog
enero 21, 2023Europa se esfuerza por reducir los costes de funcionamiento de las turbinas eólicas en el agua.
Por miguel allen
Frente a la costa de Portugal, un equipo de robots submarinos está escaneando la base de las turbinas en un parque eólico y buscando signos de daños mientras drones aéreos revisan las aspas. La actividad forma parte de un proyecto para reducir los costes de inspección, mantener los aerogeneradores en funcionamiento durante más tiempo y, en definitiva, reducir el precio de la electricidad.
La energía eólica representó más de un tercio de la electricidad generada a partir de fuentes renovables en la UE en 2020 y se espera que la energía eólica marina haga una contribución cada vez mayor en los próximos años. Dinamarca se convirtió en el hogar del primer parque eólico marino del mundo en 1991 y Europa es líder mundial en este campo.
Aún así, operar parques eólicos en mares y océanos es costoso y se suma al costo total de dicha energía limpia. Además, las empresas asiáticas del sector están ganando terreno, aumentando la necesidad de la industria europea de mantener una ventaja competitiva.
Costos mas bajos
«Hasta el 30% de todos los costos de operación están relacionados con la inspección y el mantenimiento», dijo João Marques de la asociación de investigación INESC TEC en Portugal.
Gran parte de esto proviene del envío de equipos de mantenimiento en botes para examinar y reparar la infraestructura eólica marina.
El proyecto ATLANTIS, financiado con fondos europeos, está explorando cómo los robots pueden ayudar en este frente. El objetivo final es reducir el coste de la energía eólica.
Máquinas submarinas, vehículos que se desplazan por la superficie del agua y drones aéreos son solo algunos de los robots que se están probando. Utilizan una combinación de tecnologías, como imágenes visuales y no visuales, y sonar para inspeccionar la infraestructura. Las imágenes infrarrojas, por ejemplo, pueden identificar grietas en las palas de las turbinas.
La investigación llevada a cabo por el proyecto sugiere que las tecnologías basadas en robótica podrían aumentar la cantidad de tiempo que las embarcaciones de mantenimiento pueden trabajar en parques eólicos en alrededor de un 35 %.
Mayor seguridad
El gasto no es la única consideración.
«También tenemos algunos problemas de seguridad», dijo Marques, investigador principal del proyecto ATLANTIS.
Hacer que la gente se traslade de un bote a las plataformas de turbinas, se sumerja bajo las olas para inspeccionar los puntos de anclaje y escalar las torres de las turbinas es peligroso.
Es seguro que las personas se trasladen de los botes a las plataformas de turbinas solo cuando las olas tienen menos de 1,5 metros de altura. Por el contrario, los sistemas robóticos de inspección y mantenimiento pueden desplegarse desde embarcaciones en mares con olas de hasta 2 metros.
Además, un mantenimiento más fácil y seguro aumentará la cantidad de tiempo que los parques eólicos pueden estar completamente operativos. En invierno, a menudo es imposible llevar a cabo la inspección y el mantenimiento en alta mar, que deben esperar a que mejore el tiempo en primavera o verano.
«Si tiene un problema en un parque eólico o en una turbina en particular en un mes en el que no puede acceder, debe detenerse hasta que alguien pueda alcanzarlo», dijo Marques.
Ser capaz de trabajar con olas más altas significa que las causas de las paradas de los parques eólicos pueden abordarse más rápidamente.
El primero de su tipo
El sitio de prueba del proyecto se basa en un parque eólico marino real en el Océano Atlántico, a 20 kilómetros de la ciudad de Viana do Castelo, en el norte de Portugal. Es el primero de este tipo en Europa.
«Necesitamos un lugar para probar realmente estas cosas, un lugar donde la gente pueda desarrollar su propia robótica», dijo Marques.
Además de sus propias tecnologías robóticas, ATLANTIS tiene como objetivo ayudar a otros equipos de investigación y empresas a desarrollar sus propios sistemas de este tipo.
Los investigadores y las empresas europeas activas en este sector de vanguardia deberían poder reservar tiempo para utilizar las instalaciones a partir de principios de este año.
Prevención de daños
Otra forma de reducir los costos de mantenimiento es, en primer lugar, reducir los daños y la necesidad de reparaciones. El proyecto Farm Conners, financiado con fondos europeos y recientemente concluido, pretendía hacer precisamente eso mediante el uso generalizado de una tecnología denominada control de parques eólicos o WFC.
Cuando golpea el viento, una turbina extrae energía del flujo de aire. Como resultado, el flujo detrás de la turbina tiene una energía reducida, un fenómeno conocido como sombreado. Debido a esta distribución desigual de la carga energética en palas y torres, algunas turbinas se dañan más que otras.
WFC tiene como objetivo equilibrar la distribución de energía eólica en toda la granja, según el coordinador del proyecto Tuhfe Göçmen de la Universidad Técnica de Dinamarca.
Hay varias formas de mitigar los efectos del sombreado. Una es desalinear las turbinas. En lugar de mirar directamente al viento, una turbina se puede girar ligeramente para que el efecto de sombra se aleje de las turbinas que están detrás.
El paso y la velocidad de rotación de las tres palas de la turbina también se pueden cambiar. Si bien esto reduce la cantidad de energía que produce la turbina, deja más energía para que las turbinas la cosechen.
Compatible con la red
Además de reducir el desgaste y los costos de mantenimiento, WFC puede hacer que los parques eólicos sean más productivos y ayudarlos a generar energía de una manera que sea más fácil de manejar para la red eléctrica.
La energía renovable, incluida la energía eólica, a menudo se produce en picos y valles. A veces, los picos o subidas de tensión pueden sobrecargar la red eléctrica.
Con las turbinas trabajando juntas, la producción de energía se puede nivelar para proporcionar una entrada más consistente y estable a la red, según Göçmen.
‘Si controlamos las turbinas colectivamente, es simplemente más eficiente’, dijo.
La investigación ha demostrado que dicho control de parques eólicos podría aumentar la producción de energía de todos los parques eólicos de la UE en un 1 %.
Eso equivale al doble de la producción de un parque eólico de 400 megavatios, cuya construcción costaría alrededor de 1.200 millones de euros, según Gregor Giebel, co-coordinador de Farm Conners también en la Universidad Técnica de Dinamarca.
Esta tecnología también es simple de implementar, ya que la mayoría de las turbinas eólicas se pueden controlar y ajustar para actuar de la manera que necesita WFC. Los parques eólicos simplemente necesitan actualizar su software de control.
Hay mucho interés comercial en la tecnología WFC, lo que la convierte en una forma prometedora para que Europa amplíe el uso de la energía eólica, según Göçmen,
Es ‘de bajo costo y potencialmente de alta ganancia’, dijo.
La investigación en este artículo fue financiada por la UE. Este artículo se publicó originalmente en Horizon, la revista de investigación e innovación de la UE.
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