GE presenta concepto de una turbina eólica flotante de 12 MW

La innovación puede hacer que los proyectos eólicos flotantes a gran escala sean más viables desde el punto de vista comercial, y “ampliar drásticamente” la gama de ubicaciones en alta mar en las que se podrán instalar proyectos de energía eólica en el futuro.

Aunque se han desarrollado varios proyectos eólicos flotantes en todo el mundo, el despliegue de la energía eólica marina a gran escala ha estado dominado hasta ahora por las turbinas de fondo fijo.

El diseño forma parte de un proyecto de dos años de duración y 4 millones de dólares financiado por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada-Energía (ARPA-E) del Departamento de Energía de Estados Unidos a través del programa ATLANTIS (Aerodynamic Turbines Lighter and Afloat with Nautical Technologies and Integrated Servo-control).

La posibilidad de situar las turbinas eólicas flotantes en aguas más profundas también permite desplegar las instalaciones más lejos de la costa, donde las velocidades del viento suelen ser más altas y constantes.

Avances en la tecnología

GE colabora con la empresa estadounidense de ingeniería naval Glosten para desarrollar el concepto, acoplando sus propios diseños de turbina con la tecnología de plataforma de patas de tensión de Glosten.

El proyecto consiste en diseñar y desarrollar controles avanzados para una turbina eólica flotante de 12 MW, lo que podría permitir que las futuras turbinas flotantes tengan una masa un 35% menor en comparación con los diseños actuales.

Figura 1. Representación del concepto de turbina eólica flotante de 12 MW

El proyecto depende del desarrollo de controles avanzados para la plataforma de la turbina que puedan hacer ajustes automáticos a las cambiantes condiciones ambientales en el mar, permitiendo que las estructuras sean más ligeras y menos costosas de desplegar.

Las notas del sitio web de ARPA-E explican: “Las turbinas eólicas flotantes en alta mar (FOWT) actualmente están diseñadas para ser grandes y pesadas, con el fin de replicar la dinámica más conocida de las turbinas eólicas en tierra, mantener la estabilidad y sobrevivir a las tormentas. Sin embargo, este enfoque limita fundamentalmente el costo de los aerogeneradores”.

“Se necesitan diseños radicalmente nuevos que no requieran una plataforma flotante masiva – aplicando el enfoque de codiseño de control (CCD) de sustituir la masa por sistemas de control”.

Los avances en el diseño de los aerogeneradores flotantes pueden liberar un nuevo e importante potencial de energía en alta mar.

Con una altura de 248 metros y un diámetro de rotor de 220 metros, el modelo Haliade-X de 13MW de GE es actualmente el más potente del mercado. Se está desarrollando una versión de 14MW que se estrenará en la tercera fase del parque eólico británico de Dogger Bank, que entrará en funcionamiento en 2026.

El objetivo final del proyecto de GE y Glosten es diseñar una turbina flotante ligera que reduzca la masa de la torre y la plataforma en un 35%, lo que supondrá “una reducción muy significativa” del coste nivelado de la electricidad (LCOE), lo que a su vez hará que la inversión sea menos arriesgada y ayudará al sector a alcanzar la escala.

Importancia para la energía eólica marina en EE. UU.

Las instalaciones fijas en alta mar están limitadas a profundidades de agua de unos 60 metros o menos, por lo que superar los problemas de diseño y costo que hasta ahora han limitado el despliegue de grandes estructuras flotantes abriría nuevas vías importantes para la energía renovable en alta mar.

Este es el caso de Estados Unidos, donde la planificación de la energía eólica marina se ha centrado principalmente en la costa oriental, donde las aguas son lo suficientemente poco profundas como para albergar turbinas de fondo fijo. Pero en el oeste, las profundidades del agua son mayores y requerirán tecnologías como las turbinas flotantes si se quiere desarrollar con éxito una industria en alta mar.

Las autoridades estadounidenses han fijado recientemente el objetivo de construir 30 gigavatios (GW) de nueva capacidad eólica marina de aquí a 2030.

Un estudio del Laboratorio Nacional de Energías Renovables del país sugiere que la introducción de turbinas flotantes en la cartera de renovables de Estados Unidos elevaría el potencial de los recursos eólicos nacionales a más de 7.000 teravatios hora (TWh) al año, casi el doble del consumo anual de electricidad del país.

“Apenas estamos empezando a aprovechar la promesa futura de la energía eólica marina en Europa, Estados Unidos y otras partes del mundo”, afirma Rogier Blom, ingeniero principal de controles basados en modelos de GE Research. “Con las turbinas flotantes, podríamos ampliar drásticamente el alcance de la energía eólica marina a zonas con profundidades de agua de 60 metros o más”.

Ben Ackers, vicepresidente de la división de análisis e ingeniería oceánica de Glosten, añadió: “La estrecha colaboración con GE nos proporciona otra capa de información de diseño de ingeniería detallada más allá de los factores estándar de las condiciones del emplazamiento, el coste de construcción, el calendario y el LCOE resultante. Esta es la cooperación necesaria para llevar la eólica flotante al éxito técnico y comercial”.

Fuente:GE presenta concepto de una turbina eólica flotante de 12 MW – World Energy Trade