Parques Marinos

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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Autor: Cristobal López

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 (Septiembre 2005)

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Parques Eólicos (Septiembre 2005)

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PARQUES EÓLICOS MARINOS

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Parques Eólicos (Septiembre 2005)

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Parques Eólicos (Septiembre 2005)

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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 (Septiembre 2005)

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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

Parques Eólicos (Septiembre 2005)

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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Autor: Cristobal López

Parques Eólicos (Septiembre 2005)

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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Autor: Cristobal López

Parques Eólicos (Septiembre 2005)

TIPOS DE CIMENTACIÓN OFFSHORE (II) CIMENTACIÓN MONOPILOTE

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Autor: Cristobal López

Parques Eólicos (Septiembre 2005)

TIPOS DE CIMENTACIÓN OFFSHORE (III) CIMENTACIÓN MULTIPILOTE

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Autor: Cristobal López

Parques Eólicos (Septiembre 2005)

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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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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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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)

PARQUES EÓLICOS MARINOS