El futuro de Subsea está soplando en el viento

(Imagen: GE Renewable Energy)

(Foto: Poder principal)

(Foto: SkySpecs)

(Imagen: Equinor)

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La energía eólica marina está caliente, con el potencial de ser un área importante de crecimiento para los mercados mundiales marítimo, submarino y energético en los años venideros. Eric Haun hace una inmersión profunda en ocho compañías liderando el camino.

GE Energía renovable
A medida que los proyectos eólicos marinos en todo el mundo buscan incorporar las últimas innovaciones en tecnología de turbinas eólicas para maximizar la eficiencia y reducir los costos, muchos fabricantes están produciendo turbinas más grandes en diseños de cimientos avanzados para profundidades de agua aún mayores. Estas turbinas más grandes, que son capaces de capturar más energía y son más eficientes, permiten menos instalaciones y menores costos de mantenimiento.

En marzo de 2018, GE Renewable Energy anunció que invertirá más de $ 400 millones en los próximos tres a cinco años para desarrollar y desplegar el Haliade-X 12 MW, listo para hacerse cargo de la turbina eólica marina más grande y poderosa del mundo. La instalación contará con una capacidad de 12 MW, un rotor de 220 metros, una cuchilla de 107 metros. Con una altura de 260 metros sobre el nivel del mar, Haliade-X producirá un 45 por ciento más de energía que cualquier otra turbina eólica marina actualmente disponible y generará hasta 67 GWh al año, dijo GE.

Las turbinas de mayor potencia producen eficiencias en todo un proyecto al reducir el riesgo y los costos de instalación (menos turbinas instaladas), operación, mantenimiento y reparación para desarrolladores, lo que hace que los proyectos eólicos marinos sean más rentables y finalmente reduce el costo de la electricidad para los consumidores. El Haliade-X está diseñado para ofrecer una mayor eficiencia de generación de energía, con un factor de capacidad bruta del 63 por ciento de cinco a siete puntos por encima de la referencia de la industria actual, según GE. Por lo tanto, producirá más energía por MW instalado.

Ideol Offshore, STX Europe Offshore Energy
En varios lugares del mundo, se están diseñando parques eólicos comerciales para aguas que simplemente no pueden soportar las estructuras fijas que se utilizan habitualmente. Para estos proyectos, una nueva generación de turbinas eólicas flotantes está en desarrollo. Las subestaciones costa afuera que recolectan y exportan energía generada por turbinas a través de cables submarinos también necesitarán una ingeniería especial para flotar. Ideol y STX Europe Offshore Energy dicen que están desarrollando una novedosa subestación flotante que será compatible tanto con los parques eólicos flotantes tradicionales de fondo fijo como con los nuevos parques eólicos marinos flotantes. Ideol desarrolla tecnologías de cimentación flotante para parques eólicos marinos, y STX ha suministrado subestaciones a la industria eólica marina de fondo fijo. Juntos, los socios buscan crear, construir e instalar una subestación flotante universal y modular basada en el concepto de piscina de amortiguación de tiro bajo patentada de Ideol para turbinas flotantes. El concepto involucra una estructura flotante en forma de anillo con una apertura central que aprovecha las propiedades hidrodinámicas para estabilizar la fundación y la turbina, o en este caso la subestación. El chapoteo del agua contenida dentro de la abertura contrarresta efectivamente el movimiento del flotador causado por el oleaje de la onda. Ideol y STX dicen que la subestación flotante está siendo diseñada para maximizar tanto la estandarización para la reducción de costos como la modularización para una mayor flexibilidad del proyecto. Los desarrolladores apuntan a tener una solución preparada para el mercado a tiempo para las próximas licitaciones comerciales flotantes de Francia.

Principio de Poder
Las tecnologías que se están desarrollando para permitir parques eólicos marinos flotantes han generado mucho bullicio, y por buenas razones. Las estructuras flotantes de alta tecnología desbloquean el potencial de energía eólica limpia en aguas, especialmente en aguas profundas, como en la costa oeste de los EE. UU. Y en partes de Asia donde no se pueden sustentar cimientos fijos tradicionales.

Entre los líderes en este espacio se encuentra Principle Power, con sede en California, y su fundación patentada WindFloat de turbina eólica flotante de forma triangular. La plataforma mar adentro semisumergible de tres columnas presenta placas de atrapamiento de agua que, a través de los efectos de amortiguación, reducen el movimiento debido a las olas. Trabajar para construir la base flotante e instalar una turbina encima de una de sus columnas se completa completamente en tierra firme antes de remolcar el ensamblaje completo hasta su ubicación final costa afuera, lo que reduce significativamente los costos de instalación. El WindFloat también es "agnóstico de la turbina", lo que significa que cualquier turbina eólica marina convencional puede instalarse encima de una de sus columnas.

Trabajando con un consorcio de socios, Principle Power implementó un prototipo WindFloat de 2MW a gran escala frente a las costas de Portugal en 2011, y desde entonces ha llevado la tecnología a su ritmo para demostrar su disposición a la comercialización. Durante un período de operación de cinco años, se produjeron más de 17 GWh de electricidad y se entregaron a la red local mediante cable submarino antes de que el prototipo fuera dado de baja en 2016.

Ahora, aprovechando los datos operativos y la experiencia adquirida a lo largo del período de prueba, Principle Power tiene varios proyectos de seguimiento en desarrollo para proyectos de energía eólica marina frente a las costas de California, Portugal, Francia y otros lugares. La compañía incluso está trabajando para diseñar una base flotante capaz de albergar una turbina de próxima generación de 10 + MW que se está desarrollando como parte de un proyecto que involucra al fabricante alemán de turbinas Senvion.

SkySpecs, Orsted
En menos de 15 minutos, un dron aéreo totalmente automatizado pudo realizar una inspección de las cuchillas de arriba a abajo de la turbina eólica marina más grande del mundo.

La innovadora inspección se realizó recientemente en las palas de turbina de 80m de una turbina MHI Vestas V164 de 8MW en Burbo Bank Extension, a 7km de la costa de Liverpool Bay en el Mar de Irlanda, a través de una asociación entre SkySpecs y el desarrollador y operador de parques eólicos marinos Ørsted .

Dinamarca basada en Ørsted (anteriormente DONG Energy) tiene sus raíces en la industria del petróleo y el gas que se remonta a principios de los años setenta. Hoy, la empresa está completamente enfocada en energías renovables limpias y es la compañía de parques eólicos marinos más grande del mundo, con proyectos en operación o en desarrollo en Dinamarca, el Reino Unido, Alemania, los Países Bajos, los EE. UU. Y Taiwán. No hace falta decir que la compañía tiene una gran cantidad de turbinas eólicas en operación, todas las cuales requerirán inspección durante toda la vida del equipo.

David-Lee Jones, líder senior del proyecto técnico de Ørsted, dijo que cuando se realizan inspecciones de turbinas eólicas, a menudo es un reto recopilar una calidad de imagen consistente en las turbinas más grandes de la costa. Ahí es donde el proveedor de soluciones de tecnología de software y robótica SkySpecs entra en juego.

El cofundador y director de tecnología de SkySpecs, Tom Brady, dijo que la información recopilada a través del servicio automatizado de inspección de drones ayuda a los propietarios a formar sus estrategias de mantenimiento predictivo con "una montaña de datos blade" y herramientas de análisis que ayudan a comprender mejor el estado de sus equipos.

Los drones aéreos de SkySpecs realizan la inspección de forma completamente autónoma sin control humano, y por lo tanto proporcionan capacidades de inspección más precisas, consistentes y robustas, dijo la compañía. Los datos recopilados por el dron se cargan automáticamente en el producto de software SkySpecs, Horizon, que clasifica las imágenes por tipo de daño y severidad. Una función avanzada configurada en el software que incluye flujos de trabajo de planificación de reparaciones, paneles de análisis e información, y luego permite a los usuarios detectar tendencias, proyectar costos de reparación y determinar el retorno de la inversión.

Equinor, Masdar
Partners Equinor (anteriormente Statoil) y Masdar han instalado un sistema de almacenamiento de baterías que llaman Batwind, que almacena la energía generada en el primer parque eólico comercial flotante del mundo. La electricidad producida a 25 kilómetros de la costa en el parque eólico Hywind Scotland se transporta mediante cables a una subestación en tierra en Peterhead, Escocia, para almacenarla en baterías de iones de litio Batwind de 1 MW y conectarse a la red.

Se espera que las tecnologías de almacenamiento de energía, como las baterías y otras, crezcan cada vez más en la estabilidad de la red en los próximos años, especialmente a medida que los costos de instalación de los sistemas de almacenamiento de baterías sigan disminuyendo. Sebastian Bringsvaerd, gerente de desarrollo de Hywind and Batwind, explicó que la variabilidad de la energía renovable puede ser manejada por la red hasta cierto punto, pero se necesitan soluciones nuevas e inteligentes para el almacenamiento de energía para proporcionar energía firme.

Equinor compara Batwind a un "depósito de energía" que trabaja para mitigar la intermitencia y optimizar la producción. Su propósito, dice Equionr, es "enseñar" a la batería cuándo retener y almacenar electricidad, y cuándo enviar energía a la red, aumentando así el valor. Para que el sistema sea lo más inteligente posible, Equinor y Masdar están desarrollando algoritmos basados ​​en múltiples fuentes de datos, que incluyen pronósticos meteorológicos, precios de mercado, programas de mantenimiento, patrones de consumo y servicios de red. La digitalización es un factor clave, dijo Bringsvaerd. El sistema de administración de energía de Batwind se vuelve más inteligente a medida que alimenta más datos, explicó, y agregó que el valor del almacenamiento no es necesariamente la cantidad de energía almacenada, sino cómo se optimiza y se controla mejor.

(Según se publicó en la edición de julio / agosto de 2018 de Marine Technology Reporter )