La comercialización de sistemas eólicos flotantes es la clave para aprovechar el potencial eólico en alta mar, donde los vientos son más fuertes y constantes. Algunos avances tecnológicos recientes abren la puerta a explotar este abundante recurso marino de una manera más rentable.

Los sistemas eólicos marinos son una de las tecnologías de generación de energía limpia con más futuro. Sin embargo, si hablamos del coste normalizado de la energía (LCOE, por sus siglas en inglés), estos sistemas —sobre todo los flotantes— siguen siendo más caros que las fuentes de energía predominantes, como la energía solar o eólica terrestres.

El proyecto financiado con fondos europeos TELWIND ha logrado un avance muy importante a fin de lograr que las turbinas eólicas de alta mar tengan un coste más competitivo. Su revolucionaria plataforma flotante permite reducir de forma muy significativa los costes de construcción e instalación, lo que aumenta las posibilidades de que estos sistemas se adopten de manera generalizada en el futuro.

Un diseño flotante mejorado

La subestructura flotante de TELWIND reúne dos tecnologías pioneras para generar un sistema integrado y de bajo coste que se instala de forma sencilla, rápida y asequible: una configuración tipo «spar» mejorada con tanques de lastre suspendidos y una torre telescópica automontable.

La subestructura flotante está basada en una configuración tipo «spar» con lastres suspendidos que sirven de apoyo entre sí. Un cuerpo flotante superior se encuentra conectado por varillas a un tanque de lastre inferior de gran peso que baja el centro de gravedad del sistema para estabilizar la subestructura. La integridad de la plataforma depende directamente de la respuesta de la varilla, así que el objetivo era probar si el comportamiento cumplía con las expectativas del proyecto.

La torre flotante telescópica consiste en niveles de torres en forma de tubo hechas de elementos de hormigón prefabricado, una sección de acero y un sistema automontable en la torre que emplea gatos hidráulicos para grandes pesos. «Las torres de hormigón prefabricado son una alternativa rentable a las torres de acero en forma de tubo. La flexibilidad de su construcción y su mejor durabilidad y resistencia a la fatiga son esenciales para mejorar las tasas de producción e industrializar las turbinas eólicas flotantes», explica José Serna, director técnico de Esteyco.

Campaña de ensayos en tanques

Los socios del proyecto crearon un innovador modelo a escala reducida para probar el diseño de los sistemas eólicos flotantes en alta mar durante una campaña de ensayos en tanques. El objetivo era investigar el complejo comportamiento combinado de la subestructura flotante y la turbina eólica junto con el impacto del viento y las olas. Los resultados ayudaron a los socios del proyecto a validar estrategias de control para la turbina eólica.

Este modelo se equipó con un amplio conjunto de sensores. La adquisición de datos debería aportar muchísima información para los modelos numéricos, que se utilizarán con el fin de optimizar un concepto de sistema eólico flotante en alta mar a gran escala con una turbina de 12 MW.

El trabajo experimental se complementó con simulaciones teóricas. En concreto, los socios del proyecto utilizaron un dron multirrotor para simular en una cuenca de pruebas las cargas de viento sobre la subestructura en alta mar. «Es la primera vez que se utilizan drones para simular condiciones de mucho viento», comenta Serna.

El aumento de la capacidad y la eficiencia de la turbina tienen un efecto sobre los gastos de capital y los gastos de explotación. Un análisis en detalle de ambos gastos confirmó las expectativas del proyecto: el concepto de plataforma TELWIND puede reducir el LCOE de la energía eólica flotante de alta mar. «La tecnología TELWIND es un 30 % más barata que los diseños de base fija actuales para aguas de más de 40 metros de profundidad», añade Serna. «El montaje sobre el terreno para la plataforma de la subestructura flotante acelera mucho el tiempo de instalación si lo comparamos con el transporte por barcos de cargas pesadas».

El mercado de los sistemas eólicos flotantes en alta mar está cambiando pero, hasta ahora, las bases flotantes eran caras. TELWIND ha desarrollado nuevas tecnologías avanzadas que nos permiten entender mejor cómo podemos reducir costes.