Las posibilidades de las turbinas eólicas flotantes

Las posibilidades de las turbinas eólicas flotantes

Las posibilidades de las turbinas eólicas flotantes son diversas. Pero cuanto más altas sean estas turbinas, más difícil serán de reparar.‎ Ya existen varios prototipos y las chances de ganancias se multiplican.

El pasado julio, la compañía de petróleo y gas‎‎ Royal Dutch Shell, y la Scottish Power, la subsidiaria de Iberdrola, una compañía eléctrica española, hicieron un anuncio. Presentaron conjuntamente propuestas a las autoridades británicas para construir, frente a la costa de Escocia, el primer conjunto a gran escala de parques eólicos flotantes del mundo.

La granja flotante más grande, en este momento, es una matriz de seis turbinas y 50‎‎mw‎‎ que se completó en agosto en el Mar del Norte, a 15 km de Aberdeen. El consorcio, por el contrario, ha dicho que ya está pensando en utilizar gigavatios‎‎ (gw). Es que las turbinas eólicas flotantes ofrecen muchas posibilidades.

Parques eólicos marinos

Los parques eólicos marinos con cimientos en el fondo del mar forman parte de la combinación energética en varios lugares. En los últimos cuatro años, su capacidad casi se ha duplicado, de 19‎‎gw‎‎ a 35‎‎gw.‎‎ Sus costos amortizados se han reducido en un tercio, de USD 120 por ‎‎mw-hora ‎‎a USD 80. Sin embargo, son de capacidad de despliegue limitada, restringidos a aguas menos profundas que unos 60 metros.‎

Desafortunadamente, el 80% del viento marino del mundo sopla en lugares más profundos. Hacerlos accesibles, dice la Agencia Internacional de Energía, una rama de la ‎‎OCDE,‎‎ desbloquearía suficiente energía para satisfacer las probables necesidades eléctricas del mundo en 2040 en once veces más.

El truco es construir turbinas que, aunque estén amarradas al fondo del mar, floten. Si Shell y Scottish Power pueden lograr esto, será un gran paso para aprovechar ese potencial.‎

‎Soplando en el viento‎

‎Hace una década, la tecnología de turbinas flotantes era un asunto impensado. La dificultad no eran las turbinas en sí, sino hacerlas flotar. La industria del petróleo y el gas, desde la década de 1960, había desarrollado una gama de cimientos flotantes que podían mantener objetos titánicos como plataformas de perforación estables en el mar. Pero transferir ese conocimiento a la energía eólica no fue sencillo.

A diferencia de una plataforma petrolera, una turbina eólica es alargada y pesada. Esto la hace propensa a volcarse. Asimismo, las turbinas generan poderosas fuerzas giroscópicas que desestabilizarían aún más una máquina flotante. Era difícil, en aquellos días, resolver estos problemas de manera suficientemente económica como para competir con las turbinas atornilladas al fondo del océano. Y, mucho menos, competir con las fuentes de energía convencionales.‎

La llegada de las turbinas flotantes

Pero todo eso cambió. Una década de desarrollo ha producido la prueba de que las turbinas pueden flotar. Los ingenieros lograron esto a través de la creación de prototipos. Tomaron diseños previamente probados en piletas universitarias y las escalaron en pequeñas unidades de demostración frente a las costas de Noruega, Portugal y Japón.‎

‎Cada unidad, adornada con sensores, recopiló datos sobre variables como el cabeceo, la velocidad del viento y la altura de las olas. Estos datos se volcaron en diseños, con el objetivo de crear unidades más grandes y estables. Los resultados, visibles hoy en día en modelos más nuevos frente a las costas noruegas y portuguesas, son turbinas flotantes de seguridad cuatro veces más potentes que sus predecesoras.

Por lo tanto, los ingenieros consideran que el problema de flotación está resuelto. “Las turbinas funcionan muy bien. No se voltean.“, dijo Alla Weinstein, pionera en el campo. A partir de este hecho, surgieron cuatro enfoques de flotación.

Diferentes enfoques

El más común de estos enfoques es el semisumergible. Principle Power, una compañía estadounidense, persigue este objetivo. Los semisumergibles vienen en varios diseños.

Un diseño utiliza un triángulo de acero flotante que tiene latas llenas de agua en dos de los vértices. Estos tanques de lastre equilibran el peso de una turbina en el tercer vértice, con agua bombeada alrededor del triángulo para recortar su estabilidad.‎

Otro enfoque consiste en pegar una turbina en una botella llamada larguero que está llena de lastre pesado y hacerla flotar en posición vertical.

Existen, aparte, otros dos enfoques menos desarrollados.

Algunos proyectos en desarrollo

‎Los desarrolladores de proyectos han visto lo suficiente como para convencerse. Aunque las propuestas del consorcio Shell-Scottish Power son las más ambiciosas hasta ahora, no son las primeras.

Además de la matriz de 50‎‎mw‎‎ frente a Aberdeen, que es propiedad de Grupo Cobra, Equinor ha comenzado la construcción de un proyecto de 11 unidades y 88‎‎mw‎‎ que alimentará un grupo de plataformas de perforación del Mar del Norte. 

La compañía francesa de petróleo y gas Total, y Green Investment Group, un brazo de desarrollo de proyectos del banco Macquarie tienen la intención de comenzar a trabajar en un proyecto eólico flotante de 500‎‎mw‎‎. Este se encuentra frente a la costa de Corea del Sur y estaría listo para 2023, aunque ellos tampoco han especificado aún qué tecnología planean usar.‎

Dificultades de tamaño

‎Las granjas más grandes obviamente requieren más cantidad de turbinas y de mayor tamaño. Y cuanto más grande es una turbina, más difícil es mantenerla. Las turbinas eólicas ocasionalmente necesitan cambios de piezas grandes, como palas o generadores. Este ya es un reto en ‎‎tierra firme.‎‎ Pero en tierra, una grúa puede apoyarse contra la tierra. En el mar, tiene que mantenerse flotando.

Esto acarrea gastos desmedidos, “Existen dos estructuras que se mueven, y hay que cambiar la carga de una de estas estructuras móviles a otra”, dijo Olav-Bernt Haga, director de proyectos de Equinor. “Esto será técnicamente complicado y, por lo tanto, difícil de hacer a bajo costo”.‎

Lidiar con las olas

‎‎Afortunadamente, las perspectivas están en desarrollo. Es así que se adoptaron dos enfoques amplios para el problema: levantar y escalar.

Un ejemplo de lo primero es ‎‎Owl‎‎ Heavy Lift, la empresa holandesa que ha comenzado a trabajar en el OWL-010, un buque dedicado al mantenimiento eólico marino. ‎‎

Cualquiera que trabaje en turbinas eólicas flotantes debe lidiar con las olas. Un oleaje suave en la superficie puede causar un barrido traicionero en lo alto. El ‎‎owl‎‎-010 eliminará el efecto de este balanceo mediante el uso de un software de compensación de movimiento. Dicho software estabiliza la posición del gancho de la grúa a menos de 5 cm. Esto funciona incluso cuando ese gancho está a 150 metros sobre el nivel del mar.‎

Las posibilidades de las turbinas eólicas flotantes

‎Sin embargo, los precios de estas embarcaciones comienzan en alrededor de $250 millones. El costo por sí solo implica que la industria tendría que compartir un pequeño número de barcos. Esto, a su vez, presenta un cuello de botella para el crecimiento. Es por eso que algunos proponen dejar de llegar hasta las turbinas, y comenzar a subirlas, en su lugar.‎

‎El resultado de todo esto es que pronto será posible extraer mucha más energía eléctrica del viento, hacerlo sin cubrir las laderas con turbinas y obtener grandes ganancias.

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