Investigación en el ámbito de las energías renovables en el medio marino -
10 años de I+D en energías marinas Jose Luis Villate 4 de Junio de 2014
Nuestra misi贸n es transformar el conocimiento en PIB, creando oportunidades de negocio para las empresas y convirtiendo la tecnolog铆a en ventaja competitiva.
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Primeros pasos
• 2004: TECNALIA (Robotiker) decide diversificar en el sector de las energías renovables y empieza a explorar el mundo de las energías marinas. • 2005: TECNALIA lidera un Proyecto Singular Estratégico de ámbito nacional sobre energías marinas (PSEMAR) con dos grandes objetivos:
PLATAFORMA ENSAYOS EN MAR SECTOR INDUSTRIAL - PROMOTORES
TECNALIA
HIDROFLOT
PIPO SYSTEMS
– Desarrollar tecnología para el aprovechamiento de la energía de las olas – Situar a España en una posición de liderazgo en este sector Uno de los principales resultados es la definición de una plataforma de ensayos en mar abierto (en colaboración con el EVE)
Situar a España en el sector de las energías marinas
COORDINACIÓN
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Bimep – Biscay Marine Energy Platform • Bimep: infraestructura en mar abierto para ensayar dispositivos de energías marinas – TECNALIA y Azti colaboran en su definición y apoyan en diferentes tareas: selección de la ubicación, estudios de recurso, impacto medioambiental, infraestructura eléctrica, permisos, protocolos de seguridad, modelo de negocio… – Esta colaboración se enmarca en una estrategia más amplia de aceleración de las energías marinas en el País Vasco.
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Desarrollo de Tecnología Energía Olas
• En 2004 se establece un equipo multidisciplinar con el objetivo de desarrollar tecnología para el aprovechamiento de la energía de las olas • En 2005 se identifica el principio de captación (atenuador inercial - efecto giroscópico)y comienzo del diseño conceptual. • En 2006 se registra una patente internacional
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Desarrollo de Tecnología Energía Olas
• 2007: Validación de la tecnología mediante modelos numéricos y ensayos de laboratorio y canal de olas. Comienza la búsqueda de inversores.
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Desarrollo de Tecnología Energía Olas
• 2008: Corporación TECNALIA e IBERDROLA (Fondos Perseo) crean la empresa OCEANTEC Energías Marina S.L. – Inversión total de 4,5 M€ (la patente y conocimiento de TECNALIA se valoran en 1.5 M€) – Se transfiere la tecnología a OCEANTEC Energías Marinas, SL
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Desarrollo de Tecnología Energía Olas • En el verano de 2008 se prueba en el mar un prototipo a escala 1:4
Baliza
Ubicación
Fondeo
Prototipo
Sonda de olas
Muerto 8
Desarrollo de Tecnología Energía Olas • Durante 2009 se analizan los resultados de los ensayos en mar y se trabaja en la optimización de diferentes componentes. El objetivo es tratar de llegar a una tecnología competitiva. 6
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T (s) 10 12 14 16 18 20 22
1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0
x
4
x 3
5
7
9
=
11 13 15 17
T (s)
Matriz de Potencia Mecánica OR
6
8
1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0
Matriz de Potencia Eléctrica OI
6
8
Tz ó Tp (s) 10 12 14 16 18 20 22
1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0
Matriz de Potencia Eléctrica OI
OCURRENCIAS UBICACIÓN
Tz ó Tp (s) 10 12 14 16 18 20 22
4
x
Hs (m)
4
Espectro oleaje de la Ubicación
Curva rendimiento PTO hidráulica
POTENCIA MEDIA GENERADA (kW)
Hs (m)
POTENCIA MEDIA GENERADA (kW)
1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0
Hs (m)
H (m)
4
Rendimiento
POTENCIA MEDIA GENERADA (kW)
6
8
Tz ó Tp (s) 10 12 14 16 18 20 22
1 2 3 4 5 6 7 8 9
=
POTENCIA MEDIA ANUAL
Matriz de Ocurrencias de la Ubicación
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Desarrollo de Tecnología Energía Olas • En 2010 se decide descartar la tecnología basada en atenuador inercial con efecto giroscópico al considerar que no es lo suficientemente competitiva. • OCEANTEC Energías Marinas se dota de personal propio y realiza un análisis detallado de todos los principios de captación con una clara orientación a optimización de costes.
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Desarrollo de Tecnología Energía Olas • OCEANTEC opta por un concepto de absorbedor puntual con columna de agua oscilante. En 2013 se realizan los primeros ensayos en tanque de olas (CEHIPAR) como parte del proyecto UHINDAR (Etorgai) • En 2014 se está diseñando un prototipo para probar en el mar en 2015
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Soluciones flotantes para eólica offshore • En 2009 TECNALIA decide extender su actividad de I+D en energías marinas a soluciones flotantes para eólica offshore.
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Soluciones flotantes para eรณlica offshore
โ ข Desde 2010 TECNALIA participa en proyectos para el desarrollo de soluciones flotantes (FLOTTEK-Etorgai y HiPrWind-FP7) analizando diferentes alternativas y colaborando en ensayos en canal.
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Soluciones flotantes para eólica offshore
• En 2011 TECNALIA decide desarrollar su propia tecnología, apostando por las soluciones semi-sumergibles. La fabricación y botadura en astilleros convencionales y por supuesto la optimización de costes guían la decisión y los condicionantes del diseño.
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Soluciones flotantes para eรณlica offshore
โ ข En 2012 TECNALIA presenta su apuesta a posibles inversores (empresas industriales) y consigue el apoyo de cuatro empresas: Astilleros Murueta, Tamoin, Velatia y Vicinay.
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Soluciones flotantes para eรณlica offshore
โ ข En 2013 se constituye la empresa Nautilus Floating Solutions para desarrollar soluciones flotantes para eรณlica offshore
Acuerdo de colaboraciรณn
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Soluciones flotantes para eólica offshore
• En 2014 se realizan los primeros ensayos en canal dentro de un proyecto Europeo y en breve se completarán en el Tanque de Santander antes de abordar el diseño de detalle de una plataforma a escala real.
Concepts definition
2011
Concept evaluation
Conceptual design
Tank test
2012
2013
2014
Detail engineering
2015
Prototype deployment
2016
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Generador eléctrico superconductor
• En 2008 TECNALIA decide apostar por la superconductividad como tecnología rompedora para reducir tamaño, peso y costes en generadores eléctricos para aerogeneradores offshore de gran potencia (10MW o más). • En 2009 TECNALIA patenta un concepto innovador de generador eléctrico superconductor. Además logra el apoyo de ACCIONA para desarrollarlo.
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Generador eléctrico superconductor
• Desde 2009 se trabaja en el desarrollo de la patente: – – – –
Puesta en marcha de un laboratorio de superconductividad Definición de un validador de laboratorio Ensayos de bobinas superconductoras de pequeño tamaño Diseño básico de un aerogenerador basado en esta patente
• En 2012 TECNALIA consigue movilizar más de 5M€ del FP7 hasta 2016 para validar aspectos claves de la tecnología, liderando un consorcio Europeo de primer nivel.
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Soluciones conexión eléctrica en el mar • Hub submarino: – En 2010 TECNALIA empieza a concebir un dispositivo que facilite la conexión de varios captadores de energía marina a un único cable, incorporando funciones de protección y medida, reduciendo costes de instalación y mantenimiento. – Patente registrada en 2011, con una evaluación excelente. En proceso de extensión internacional. – En 2012 la Propiedad Industrial es transferida a PYME vasca para que desarrolle el producto y lo comercialice.
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Soluciones conexión eléctrica en el mar • Conector de bajo coste para estructuras flotantes – En 2012 TECNALIA aborda el reto de desarrollar un conector que haga las funciones de un conector en mojado pero con los costes de un conector en seco. – Patente registrada en 2013 – En 2014 se ha firmado un acuerdo de transferencia de Propiedad Intelectual con una PYME vasca para que desarrolle el producto y lo comercialice.
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Seguridad sistemas flotantes • Dispositivo para la seguridad de los sistemas flotantes de captación de energía marina – En 2012 TECNALIA detecta que la seguridad de los dispositivos flotantes para energías marinas es un problema no resuelto y que puede dar lugar al desarrollo de un nuevo producto de base tecnológica. – En 2013 plantea esta oportunidad a ZUNIBAL y desde entonces colaboran en un proyecto GAITEK para concebir, desarrollar y probar este producto. Dispositivos Flotantes De Energía Marina
Undimotriz
Corrientes
Viento
Riesgos de Seguridad
Medio ambiente Derrames …
Operarios
Navegación
Activos
Energización
Colisión
Fuego
…
Posición
Inundación
…
Intrusión …
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Gran éxito en proyectos Europeos • En 2008 TECNALIA logra sus dos primeros proyectos Europeos en energías marinas (EquiMar y CORES). – Este hito abre una serie de éxitos en Europa alcanzado hasta la fecha un ratio de aprobación cercano al 75% y un retorno superior a 4M€. – La participación en proyectos Europeos ha sido fundamental en la captación de oportunidades y en el desarrollo de conocimiento clave para las apuestas tecnológicas que se está realizando con empresas locales.
Symbio Tracker
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Colaboración Internacional • OES: Grupo de Energía Oceánica de la Agencia Internacional de la Energía: – Organización intergubernamental dependiente de la Agencia Internacional de la Energía cuya misión es fomentar el desarrollo de las energías marinas para que contribuya al desarrollo económico y la creación de empleo de una manera medioambientalmente sostenible. – En 2008 España se une a este grupo, siendo TECNALIA el representante en su Comité Ejecutivo – En 2009 TECNALIA asume la vice-presidencia, cargo que ocupa durante 4 años. – En 2013 TECNALIA asume la presidencia por un periodo de dos años, prorrogable otros dos más.
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Colaboración Internacional • Asociación Europea de Energía Oceánica. – Asociación Industrial para el fomento de las energías marinas en Europa. – En 2008 TECNALIA se hace miembro de esta asociación. – En 2010 TECNALIA entra a formar parte del Consejo de Dirección de esta Asociación, cargo que sigue ocupando actualmente.
• Alianza Europea de Investigación en Energía – En 2011 TECNALIA constituye con otros socios Europeos un programa conjunto de investigación en energía oceánica, siendo el representante Español. – En 2012 TECNALIA se une al programa conjunto de investigación de energía eólica, asociado a CENER. En 2013 consigue financiación del FP7 para actividades de eólica marina. 25
Colaboración Internacional • Comités Internacionales de Normalización – En 2007 se crea un comité de normalización para energías marinas (IEC/TC114) cuya misión es crear normas internacionales que faciliten el desarrollo de las energías marinas. – Desde 2008 TECNALIA representa a España en todas las reuniones plenarias y participa en diferentes grupos de trabajo. – En 2008, AENOR constituye un grupo espejo de ámbito nacional presidido desde su creación por TECNALIA. – TECNALIA participa en el grupo de eólica offshore del comité de normalización de eólica IEC/TC88
• Participación en diferentes grupos de dirección – – – –
Plataforma Tecnológica Europea Eólica (grupo eólica offshore) Plataforma Tecnológica Europea Energía Oceánica Varios proyectos de I+D Europeos Foro Europeo de Energía Oceánica 26
Colaboración Local • Asociaciones industriales de ámbito nacional – Sección Marina de APPA (Asociación Productores Energías Renovables) – Asociación Empresarial Eólica
• Participación en Plataformas Tecnológicas – Grupo de trabajo de energías marinas - Plataforma Tecnológica Marítima – Grupo de trabajo de eólica marina - REOLTEC, Plataforma Tecnológica Eólica
• Cluster de la Energía del País Vasco – Foro Marítimo Vasco – Coordinador junto con el EVE del Grupo de Trabajo de Energía de las Olas – Participación en el grupo de eólica offshore
• UPV/EHU – Colaboración con diferentes grupos de investigación, a partir de la satisfactoria experiencia con el grupo APERT sobre conexión a la red eléctria y electrónica de potencia.
• Euskampus: polo energías marinas 27
Expansión Internacional
• 2011: TECNALIA inicia la puesta en marcha de un Centro de Excelencia en electro-tecnologías para eólica offshore en Escocia, en colaboración con ARTECHE, IBERDROLA, TAMOIN y VELATIA.
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Difusión • ICOE – International Conference on Ocean Energy – En 2006 se organiza el primer ICOE en Alemania en el que TECNALIA participa como visitante – En 2008 TECNALIA es invitado a unirse al Comité Científico del segundo ICOE que se celebra en Francia, participando en la organización técnica del evento. – En 2010 TECNALIA y el EVE organizan el tercer ICOE en Bilbao con la participación de 600 delegados, incluyendo exposición industrial por primera vez, resultando en el mayor evento mundial hasta esa fecha en energías marinas – TECNALIA sigue siendo miembro del Comité ICOE colaborando en la organización del ICOE2012 (Dublín) y del próximo en Halifax (Canadá)
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Difusión
• En 2007 TECNALIA organiza junto con el EVE la segunda jornada internacional de energías marinas en Bilbao. • Esta colaboración continua en 2009 y 2011 con la tercera y cuarta edición de la jornada internacional de energías marinas • En 2013 se decide ampliar el formato para dar cabida a más temáticas (eólica offshore) – Con la colaboración de BEC, EVE, Azti y TECNALIA se organiza la primera Bilbao Marine Energy Week en Abril de 2013 en el marco de la feria SINAVAL. Se incluyen jornadas técnicas, exposición y visitas técnicas, con una participación global de más de 600 personas.
• Este formato se mantiene en 2015
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Difusi贸n
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Y esto no es más que el principio… Nuestros objetivos para los próximos 10 años: •
• • • • • • • •
Colaboración en la atracción de desarrolladores de tecnología para que bimep esté a pleno rendimiento. Primeras unidades de OCEANTEC instaladas y probadas en bimep para después exportar la tecnología a otras zonas. Desarrollo y demostración de la plataforma flotante de Nautilus y acceso a los primeros parques eólicos flotantes. Validación de la tecnología superconductora para aerogeneradores de gran potencia y transferencia a fabricantes de turbinas eólicas. Ayudar a nuestros socios a que tengan éxito comercial con las tecnologías transferidas. Explorar y transferir nuevas oportunidades: corrientes marinas, nuevos componentes y dispositivos auxiliares, monitorización de la corrosión, HVDC-Offshore… Maximizar el retorno de proyectos Europeos incrementando el impacto local. Consolidar y ampliar expansión internacional: Escocia, Chile, Méjico… Conseguir que el País Vasco sea reconocido mundialmente por su producción científica y tecnológica en energías marinas. 32
Gracias por la atenci贸n
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