Autor: Cristobal López
Parques Eólicos (Septiembre 2005)
ENERGÍA EÓLICA PARQUES MARINOS
(Cristobal López – EREDA)
UNIVERSIDAD SIMÓN BOLIVAR (CARACAS)
PARQUES EÓLICOS MARINOS
Autor: Cristobal López
Parques Eólicos (Septiembre 2005)
TAMAÑO DE LOS AEROGENERADORES EVOLUCIÓN DE LA POTENCIA DE LAS MÁQUINAS: DESDE 1981 A 2001 SE HA PASADO DE MÁQUINAS DE 25 KW A MÁQUINAS DE 2500 MW (SE HA MULTIPLICADO POR 100)
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PARQUES EÓLICOS MARINOS
Autor: Cristobal López
Turbina Riisager
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Parques Eólicos (Septiembre 2005)
Aerogenerador Bonus 30 kW (1980)
PARQUES EÓLICOS MARINOS
Autor: Cristobal López
Parques Eólicos (Septiembre 2005)
Nordtank 55 kW (1981)
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PARQUES EÓLICOS MARINOS
Autor: Cristobal López
Parques Eólicos (Septiembre 2005)
AEROGENERADORES CON POTENCIA SUPERIOR A 1000 KW EN FASE COMERCIAL Fabricante Nordex
AN Bonus NEG Micon Vestas
Enercon
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Potencia, kW
Dámetro rotor, m
Peso nacelle, Tn
2300
90
90
2500
80
80
1300
60 / 62
49,2
2000
76
65
1300
62
50
2000
72
76
1500
64/72
44
3000
90
68
2000
80
61,2
1650
66
55
2000
70
101
1800
70
101
1500
66
97,4
PARQUES EÓLICOS MARINOS
Autor: Cristobal López
Fabricante Repower
GE Wind Energy MAde Ecotecnia
Parques Eólicos (Septiembre 2005)
Potencia, kW
Dámetro rotor, m
Peso nacelle, Tn
2000
82
2000
70
1500
70 / 77
2.X
84-88-94
1500
70 / 77
2000
92
1320
61
49
3000
100
105
1670
74 / 80
64
80/90
65
56 56
1250 Gamesa
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2000
PARQUES EÓLICOS MARINOS
Autor: Cristobal López
Parques Eólicos (Septiembre 2005)
Nordex 2500 Puesto en marcha en la primavera de 2000. El diámetro de rotor del aerogenerador es de 80 m. La imagen muestra un prototipo en Grevenbroich, Alemania, que tiene una altura de torre de 80 m.
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PARQUES EÓLICOS MARINOS
Autor: Cristobal López
Parques Eólicos (Septiembre 2005)
Neg Micon 2 MW Puesto en funcionamiento en agosto de 1999. Posee un rotor de 72 m de diámetro. En este caso (Hagesholm, Dinamarca) está montado sobre una torre de 68 metros. Al fondo puede ver las cimentaciones para dos máquinas hermanas a ésta. La turbina está pensada para aplicaciones marinas.
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PARQUES EÓLICOS MARINOS
Autor: Cristobal López
Parques Eólicos (Septiembre 2005)
DESARROLLOS ESPECÍFICOS PARA OFFSHORE Fabricante
Potencia, kW
Dámetro rotor, m
Fecha Objetivo
Nordex
2500
80
Disponible
AN Bonus
2300
76
Disponible
6000
2006
Vestas
3200 / 3600
62
Disponible
Enercon
4500
112
Disponible
Repower
5000
120
Prototipo
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PARQUES EÓLICOS MARINOS
Autor: Cristobal López
Parques Eólicos (Septiembre 2005)
FASES EN EL DESARROLLO TECNOLÓGICO
1ª FASE: ON SHORE CONECTADOS A RED 2ª FASE: OFFSHORE 3ª FASE: EÓLICA + DIÉSEL (EN ÁREAS REMOTAS) 4ª FASE: PRODUCCIÓN DE HIDRÓGENO CON EÓLICA
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PARQUES EÓLICOS MARINOS
Autor: Cristobal López
Parques Eólicos (Septiembre 2005)
CARACTERÍSTICAS DEL DESARROLLO EN OFFSHORE El viento en el mar tiene • Menor rugosidad • Menor turbulencia • Menor difusión (estelas más persistentes) • Mayor densidad del aire (más energía) Por otro lado, su definición cuenta con mayor incertidumbre por: • Restricciones en las posibilidades de medición • Falta de modelos específicos • Incertidumbre en el comportamiento de una serie de efectos
Aún así, nos encontramos con un recurso muy importante, donde se prevé el desarrollo de 50,000 MW para el año 2020 (la mitad que en tierra), según la EWEA.
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Autor: Cristobal López
Parques Eólicos (Septiembre 2005)
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PARQUES EÓLICOS MARINOS
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Parques Eólicos (Septiembre 2005)
CARACTERÍSTICAS DEL DESARROLLO OFFSHORE (II) • Altura: no es tan importante como en la aplicaciones Onshore que vemos en Alemania o Dinamarca (en terrenos de tipo llano) donde se alcanzan ya los 100 m de altura de buje. • Tamaño de máquina: las dificultades de instalación y operación hacen que se vaya a modelos grandes de aerogenerador para amortizar los altos costes, fundamentalmente de cimentación. • Requisitos especiales: el ambiente salino, el régimen de vientos y el tipo de cargas a que está sometida la torre, hace que se precise de condiciones especiales de hermeticidad y diseño de cargas • Las restricciones en el mantenimiento hacen precisas máquinas de gran robustez y con instalaciones específicas para el montaje y la O&M, tales como grúas de apoyo en la nacelle, soportes para transformador y celdas, etc • La necesidad de desmantelamiento final de las instalaciones • Velocidad variable (como es la tendencia en todas las máquinas grandes) • Probablemente se irá a generadores directamente acoplados para mejorar disponibilidad (con imanes permanentes) • Se habla de configuraciones multirotor
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PARQUES EÓLICOS MARINOS
Autor: Cristobal López
Parques Eólicos (Septiembre 2005)
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Parques Eólicos (Septiembre 2005)
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Parques Eólicos (Septiembre 2005)
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Parques Eólicos (Septiembre 2005)
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Autor: Cristobal López
Parques Eólicos (Septiembre 2005)
CARACTERÍSTICAS DEL DESARROLLO OFFSHORE (III) Las circunstancias de integración en red de una aplicación Offshore son especiales por una serie de condicionantes: • La integración de grandes potencias concentradas en un área restringida supone de por sí un problema (se están barajando proyectos de hasta 1000 MW). Posibilidades de Varias líneas a una tensión media (unos 30 kV) Una línea a una tensión alta (100 ó 200 kV) Evacuación en corriente continua de alto voltaje (HVDC) – mejor control de reactiva, más fácil de enterrar en tierra, menores pérdidas • La distancia a la costa (existen proyectos hasta a 40 km de la línea de costa) • El “trazado” de la línea de evacuación (submarino)
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PARQUES EÓLICOS MARINOS
Autor: Cristobal López
Parques Eólicos (Septiembre 2005)
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Autor: Cristobal López
Parques Eólicos (Septiembre 2005)
COSTES DE INSTALACIONES OFFSHORE COSTES EN UN PARQUE OFFSHORE. ÉJEMPLO: RODSAND (144 MW)
Concepto
Millones Euros
Porcentaje
Cimentación
36
16%
Aerogeneradores
113
51%
Conexión a la red
55
25%
Instalaciones de O&M
3
1%
Proyecto
8
4%
Varios
5
2%
Total
221
Inversión, €/kW
1530
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Autor: Cristobal López
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COSTES DE INSTALACIONES OFFSHORE (II) COSTE DE INVERSIÓN DE ALGUNOS PARQUES OFFSHORE
Instalación
Potencia, MW
Año
Inversion, M€
Coste €/kW
Yttre Stengrund
10
2001
13
1300
Samsoe
23
2002
32,3
1400
Middelgrunden, DK
33
2000
54
1640
Rodsand
144
2002
221
1530
Horns Rev
160
2002
270
1690
Arcklow Bank
520
2007
630
1210
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PARQUES EÓLICOS MARINOS
Autor: Cristobal López
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COSTES DE INSTALACIONES OFFSHORE (III) COMPARACION COSTES ONSHORE-OFFSHORE
Concepto
Onshore
Offshore
Cimentación
5.5
16
Aerogeneradores
71
51
Media tensión
6.5
5
Conexión a la red
7.5
18
0
2
2.5
4
7
2
Instalaciones de O&M Proyecto Varios
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PARQUES EÓLICOS MARINOS
Autor: Cristobal López
Parques Eólicos (Septiembre 2005)
TIPOS DE CIMENTACIÓN OFFSHORE CIMENTACIÓN POR GRAVEDAD
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PARQUES EÓLICOS MARINOS
Autor: Cristobal López
Parques Eólicos (Septiembre 2005)
TIPOS DE CIMENTACIÓN OFFSHORE (II) CIMENTACIÓN MONOPILOTE
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PARQUES EÓLICOS MARINOS
Autor: Cristobal López
Parques Eólicos (Septiembre 2005)
TIPOS DE CIMENTACIÓN OFFSHORE (III) CIMENTACIÓN MULTIPILOTE
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PARQUES EÓLICOS MARINOS
Autor: Cristobal López
Parques Eólicos (Septiembre 2005)
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PARQUES EÓLICOS MARINOS
Autor: Cristobal López
Parques Eólicos (Septiembre 2005)
PARTICULARIDADES EN PROYECTOS OFFSHORE MEDIO AMBIENTE
• Avifauna • Mejillones y vida marina • Impacto visual en zonas costeras • Desmatelamiento obligatorio
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PARQUES EÓLICOS MARINOS
Autor: Cristobal López
Parques Eólicos (Septiembre 2005)
PARTICULARIDADES EN PROYECTOS OFFSHORE (II) OPERACIÓN
Disponibilidad reducida por: • Accesibilidad compleja • En ocasiones, restringida (a la ida o a la vuelta) • Dificultad de operaciones en el emplazamiento – diseño de máquina especial
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PARQUES EÓLICOS MARINOS
Autor: Cristobal López
Parques Eólicos (Septiembre 2005)
PARTICULARIDADES EN PROYECTOS OFFSHORE (III) Riesgos y otros problemas • Tráfico marino • Pólizas de seguro • Tráfico aéreo • Defensa • Señales de radio / radar • Pesca
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PARQUES EÓLICOS MARINOS
Autor: Cristobal López
Parques Eólicos (Septiembre 2005)
MERCADO OFFSHORE ACTUAL Parque
País
Nogersund
Suecia
Vindeby
Dinamarca
Lely
Holanda
Tuno Knob
Dinamarca
Irene (Dronten)
Vorrink Holanda
Tipo turbina
Pot, MW Dist, km Prof, m
220 (Wind World)
0,22
450 (Bonus)
5
500 (NedWind)
PEM
6
1990
1,5
2-5
1991
2
0,75
5-10
1994
500 (Vestas)
5
6
3-5
1995
600 (Nordtank)
16,8
0,02
5
1996
550 (Wind World)
2,75
3
5-7
1998
Bockstigen-Valor
Suecia
Blyth
Reino Unido
2000 (Vestas)
4
0,8
6-11
2000
Middelgrunden
Dinamarca
2000 (Bonus)
40
3
3-6
2000
Utgrunden
Suecia
1425 (Tacke)
10
8
7-10
2000
Yttre Stengrund
Suecia
2000 (NEG Micon)
10
5
6-10
2001
Horns Rev
Dinamarca
2000 (Vestas)
160
14-20
6-12
2003
Nysted/Rodsand
Dinamarca
2200 (Bonus)
158
2002
Breedt
Francia
7,5
2002
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PARQUES EÓLICOS MARINOS
Autor: Cristobal López
Parques Eólicos (Septiembre 2005)
Parque
País
Tipo turbina
Samsoe
Dinamarca
2300 (Bonus)
23
3,5
20
2002
Q7
Holanda
2000 (Vestas)
120
23
20-24
2003
Scroby Sands
Reino Unido
2000 (Vestas)
76
2,3
Borkum West
Alemania
5000
1040
43-50
30
2004
NSW
Holanda
2750 (Neg Micon)
100
10
15-20
2004
Arcklow Bank
Irlanda
5000
520
7
5-25
2007
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Pot, MW Dist, km Prof, m
PEM
2003
PARQUES EÓLICOS MARINOS
Autor: Cristobal López
Parques Eólicos (Septiembre 2005)
Bockstigen - Valor Yttre Stengrund Tuno Knob Samsoe Blyth
Arcklow
NSW North Hoyle Q7 - WP
Horns Rev Borkun West
Middelgrunden Vindeby
Nysted / Rodsand Scroby Sands
L e ly Dronten
En proyecto
On project
Construido turbina +
On Operation turbine +
Construido turbina -
On Operation turbine -
En construcción
On construction
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PARQUES EÓLICOS MARINOS
Autor: Cristobal López
Parques Eólicos (Septiembre 2005)
UNIVERSIDAD SIMÓN BOLIVAR (CARACAS)
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