Eólica marina: Conversión de energía de una sola parada

Conducción optimizada: Fred Olsen Ocean's Brave Tern. Imagen: Folleto / Fred Olsen

El desafío de China: La presencia de Switch en China incluye este sitio en Luan. Cortesía de imagen El interruptor de Yaskawa

Doble uso: un motor de imán permanente marino de The Switch. Imagen cortesía de The Switch

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Con los Estados Unidos y China a punto de comenzar sus respectivas acumulaciones de energía eólica marina, los operadores de la red se preguntan acerca de la eficiencia de sus turbinas o el cumplimiento de las áreas de emisiones de sus buques de servicio eólico para saber si hay alguien con quien puedan hablar. The Switch de Yaskawa, el negocio europeo de tecnología ambiental del gigante industrial japonés, ofrece una ventanilla única de compras de energía eólica. Al igual que con el envío, puede solicitar generadores de imán permanente, unidades y convertidores para sus aerogeneradores. Tomar el corazón. La jerga es la misma.

El conmutador de Yaskawa está bien situado para hibridar barcos o ayudar a convertir la energía de los aerogeneradores. En los EE. UU., Han acumulado silenciosamente un negocio de $ 500 millones en unidades de baja y media tensión, con algunas ventas de inversores solares al lado.

Conocidos en el Mar del Norte por los generadores de imán permanente y los convertidores de frecuencia para turbinas eólicas y energía y propulsión marina, la especialidad del Switch es que el eje del generador se encuentra con el eje de la hélice, con unidades eficientes para salidas de potencia de 0,5 kW a 11 MW.

Sus máquinas marinas de imán permanente se pueden usar como grupos electrógenos o motores, y las nuevas unidades vienen con configuraciones que se descargan en un teléfono móvil y son el camino del propietario de un barco hacia la hibridación accionada por batería. Cuando Yaskawa compró la compañía en 2018, eso formaba parte del atractivo de la división de unidades de potencia de Wartsila, ahora llamada The Switch: el negocio comprado ofrecía básculas, unidades de alto voltaje, experiencia en el mercado marítimo y "tecnología verde". Cuando se adquirió, The Switch se había centrado en proporcionar unidades de turbinas eólicas y generadores de ejes marinos cuando Wartsila lo vendió a Yaskawa, que tenía generadores de menor capacidad y una amplia gama de ofertas industriales, incluidas sus propias unidades.

Increíblemente, los generadores de imán permanente y los convertidores de frecuencia para turbinas eólicas y barcos se pueden hablar juntos, si le gusta la ventanilla única: “En general, la tecnología es bastante similar. Pero personalizamos la tecnología para la aplicación final específica ", dijo Ville Parpala, director de mercadotecnia de productos para soluciones marinas de The Switch, a quien no le importó complacernos.

“Algunos requisitos son diferentes para los marinos. Por ejemplo, hay diferencias para el sistema de refrigeración. Las aplicaciones marinas pueden usar agua dulce, por ejemplo, pero el viento necesita soluciones de circuito cerrado. La velocidad del generador también es diferente, y se requiere más redundancia en las aplicaciones marinas ", dice, sin tener en cuenta que estamos comparando turbinas eólicas elevadas con el envío de servicios de viento.

Una discusión similar
“También hay diferentes regulaciones, como las estrictas clasificaciones para marina. Pero al final, marina y viento son muy parecidos. En viento, el objetivo es poner tanta electricidad de calidad en la red (como sea posible). En marina, el objetivo es reducir los costos operativos y el consumo de combustible ".
Dejando de lado las similitudes, el momento en que la compañía extiende su alcance global es perfecto en este momento en los albores de los Estados Unidos y, al parecer, es China, la expansión eólica marina. Según algunas estimaciones, solo la industria eólica marina de EE. UU., Aún en la etapa de planificación y adquisición, es un mercado en espera de $ 70 mil millones. Según el World Watch Institute, China espera ser un 40 por ciento de energía eólica para 2050.

Yaskawa Environmental Energy, de la que forma parte The Switch, es la combinación de un gigante industrial experto en robótica, principalmente de baja tensión, con una compañía de energía marina de alto voltaje que ha entregado convertidores a más de 6.000 aerogeneradores en China solo. La nueva compañía Yaskawa también ha comenzado a reequipar parte de la flota marítima noruega con unidades eléctricas de múltiples megavatios y al mismo tiempo equipar a los primeros buques de servicio offshore de servicio pesado.

Con el cambio mundial hacia la instalación de turbinas eólicas más grandes, una consideración importante de parques eólicos en los EE. UU. Y China. El Switch, con sus máquinas PM y sus convertidores para aplicaciones de 500 kW a 8,0 MW, y la línea de convertidores de voltaje medio Yaskawa cumplen con el desafío de la escala.
Salidas óptimas: un generador de imán permanente de turbina eólica en The Switch en Deyang. Cortesía de imagen El interruptor de Yaskawa
Escala marina En el primer encuentro con grandes turbinas en alta mar frente a la costa este de los EE. UU., El sitio de los buques de instalación eólica de Fred Olsen Wind Carrier de 15,000 GT Brave Tern fue capaz de manejar e instalar fácilmente las turbinas, fue un espectáculo serio para aquellos que habían visto Primeros primeros conjuntos de turbinas con embarcaciones menores. Esas primeras instalaciones fueron en negrita, dado el tamaño de los recipientes utilizados.
"En la vida marina, la vida de las personas depende de lo que haces", dijo Parpala. “En el viento, la gente confía en la calidad de lo que entregas. En un mundo altamente eléctrico, es importante tener una alta confiabilidad en todo momento ".

Da la casualidad de que el pionero buque Fred Olsen, ahora en funcionamiento en el Reino Unido, fue preparado por The Switch. Además de sus amplias especificaciones y grúas, el Brave Tern emplea un posicionamiento dinámico que permite a los buques trabajar alrededor de los aerogeneradores mientras no están anclados.
En 2012 y 2013, The Switch entregó las unidades para las máquinas de propulsión de Brave Tern y Bold Tern. Durante la construcción del astillero Lamprell en Dubai, los tres motores que vinieron de otro proveedor se aumentaron con la entrega de The Switch de tres propulsores de 3,800 kW; Tres propulsores de túnel de 2.700 kW y, como se entiende, un concentrador de CC para cada embarcación.

Los futuros buques de servicios eólicos parecen estar preparados para enfrentar una cantidad cada vez mayor de control ambiental y pueden esperar que algún día tengan que operar como híbridos. Los nuevos jugadores de viento son a menudo gerentes de la red nacional involucrados en el viento precisamente por la huella verde. Incluso se ha sabido que jugadores establecidos con raíces en el petróleo, como Equinor, insisten en un poder más verde de sus proveedores marinos.

"Nuestras unidades combinan muy bien con los recipientes de instalación de turbinas", dijo Parpala, explicando que los tripulantes especializados que transportan buques son generalmente demasiado pequeños para la clase de equipos de megavatios múltiples de la compañía.

"En general, tenemos una buena coincidencia cuando se requiere un posicionamiento dinámico. Nuestros convertidores eléctricos y convertidores son ideales para cualquier embarcación híbrida, especialmente cuando tienen DP2 o DP3, lo cual es importante para las embarcaciones de suministro de viento. Nuestros productos de accionamiento ya están diseñados y entregados para esto.
"Los beneficios de usar nuestro DC-Hub y (Electronic Bus Link, o EBL), así como nuestras unidades de potencia, es que puede usar baterías para una mayor capacidad de elevación", dice, sugiriendo nuevamente que los futuros elevadores de turbina más pesados podrían necesitar esa flexibilidad .

Gigante del mar del norte
El buque de construcción submarina de North Sea Shipping Company, North Sea Giant (construido en 2011), es una referencia de actualización de Yaskawa que recientemente fue noticia por someterse a una conversión que le daría el tipo de confiabilidad de rendimiento y eficiencia energética que necesitarán los futuros buques de servicios eólicos.

Cuando visitamos Haugesund, los 18,000 GT North Sea Giant hacían pruebas en el mar con EBLs instaladas después de someterse a un reacondicionamiento para sus seis motores de 5 MW, su DP3 con transmisión de velocidad variable y tres sistemas de hibridación a bordo que pueden entregar toda la potencia de la nave en uno. motor, si es necesario.

Al igual que cualquier barco o capa de cable de instalación de turbinas eólicas marinas, el Gigante necesitaba redundancia. Las reglas de administración de energía más estrictas exigían eficiencia, por lo tanto, los tres concentradores de CC y las EBL instaladas para los bucles de batería. Un generador auxiliar agregó la velocidad variable. "Es un gamechanger para funcionar con un solo motor (o DP 3 solamente)", dijo Cato Espero, jefe de ventas de Wärtsilä para Escandinavia. Agrega que el Gigante del Mar del Norte reducirá los costos de combustible de dos millones de litros por año para sus dueños, aproximadamente hasta 2,000 automóviles por año. Sus seis motores pueden funcionar como tres, y sus tres paquetes de baterías son similares a los del buque de carga Fred Olsen. "Un interruptor de bus eléctrico para su embarcación redujo el costo de las operaciones y del combustible en un 50 por ciento y permite que sus tres sistemas híbridos diferentes funcionen como uno solo".

En Noruega, por supuesto, el gobierno sí ofrece fondos para la conversión a un poder más ecológico, por lo que los propietarios no pagan el costo total. Es una campaña nacional, y "los armadores dicen que los barcos deberían ser fáciles de convertir a combustible nuevo", dijo Parpala.

Oferta de china
Si bien todos los clientes actuales de The Switch para las conversiones en barco son noruegos, los clientes que compran los convertidores de la empresa para aerogeneradores son en su mayoría chinos y daneses. Sus plantas chinas producen componentes para turbinas eólicas terrestres chinas. La esperanza es también conseguir que compren unidades para barcos de servicio eólico y turbinas eólicas marinas.

"Los chinos se mueven rápidamente para adoptar una nueva tecnología", afirma Parpala, un gesto de confianza para incrementar la cadena de valor de la energía eólica china. “Desde el inicio de nuestra empresa en 2006, hemos entregado 6.000 convertidores en China para turbinas en tierra. Uno de nuestros clientes chinos clave también tiene nuestros convertidores en alta mar ", dice, y agrega," pero aún no hemos producido ningún equipo para la marina ".

El Switch tenía fabricación local en varias ubicaciones en China antes de que Yaskawa adquiriera el equipo. En Hangzhou, la gente de The Switch trabaja con Scanfil, un fabricante por contrato y proveedor de sistemas con sede en Finlandia, donde hacen convertidores de potencia total para el viento. Una fábrica en Lu'an fabrica componentes de convertidor. Beijing y Hong Kong albergan las oficinas de ventas y soporte postventa de The Switch.

Al preguntarle si los parques eólicos flotantes como HyWind plantearon un desafío diferente, Parpala dice: "En términos generales, no importa si (son) cimientos flotantes o fijos, no hay mucha diferencia cuando se trata del diseño del generador. Algunos de nuestros clientes tienen proyectos flotantes ".