"El futuro de las tecnologías offshore"

La eólica offshore ofrece oportunidades casi infinitas, y a diario surgen nuevos mercados a medida que más países y regiones definen sus ambiciones y políticas en materia de energía marina. La UE tiene el objetivo de tener 300 GW de energía eólica offshore instalados para 2050; a mediados de 2020, "sólo" se habían instalado 23 GW. Si a esto le añadimos el hecho de que muchos países apuestan por la energía verde en relación con la recuperación económica del COVID-19, parece que en este ámbito casi no hay restricciones.

Sin embargo, ¿cuál es el futuro de la energía eólica offshore? ¿Qué papel puede desempeñar concretamente la eólica marina? ¿Y qué tecnologías deben existir para alcanzar estos objetivos tan ambiciosos?

Nos centramos constantemente en el desarrollo de nuestros aerogeneradores offshore; tanto para mejorarlos como para satisfacer los nuevos requerimientos del mercado en relación con las exigencias técnicas. Un ejemplo de esto es nuestro aerogenerador de 14 MW Direct Drive, con un rotor de 222 metros de diámetro. Se trata de una evolución de nuestra plataforma actual, pero con algunos ajustes tecnológicos, como el cambio de un sistema eléctrico de 33 a 66 kV, que se implementó porque era necesario en relación con los requerimientos técnicos de algunos mercados y para reducir las pérdidas de tensión.

También es un reto el diseño de palas grandes, que deben ser capaces de soportar 25 años de funcionamiento en las condiciones adversas del entorno marino. A 11 m/s, aproximadamente 520 toneladas de aire pasarán por el área del rotor de 222 metros cada segundo. De hecho, en la pala de 108 metros de 14 MW, hemos cuadruplicado el par de flexión de la pala de 75 metros, medido en newton - metros, para que sea lo suficientemente fuerte como para contrarrestar la fuerza de rotación necesaria. Una explicación gráfica del funcionamiento es que, si un brazo mide aproximadamente un metro de largo y hace girar una botella con un litro de agua en la mano, la fuerza que tira del hombro es de unos 10 newton - metros. En el caso de una pala de 100 metros de longitud en una turbina de tamaño adecuado con una velocidad de punta de unos 100 metros/s, ¡la fuerza es de unos 70 millones de newtons! Por lo tanto, una pala de 108 metros debe ser capaz de soportar una gran potencia en el mar, donde hay menos días de viento y un 30% más de velocidad que en tierra.

En la batalla por los pedidos y en la lucha contra el cambio climático, el desarrollo de una plataforma y el aumento del tamaño de las turbinas es sólo una pieza más del rompecabezas. También queremos destacar en otras áreas y ayudar a impulsar la transición ecológica en un sentido más amplio. Una de las formas es conseguir que la energía verde se extienda más allá del sector eléctrico y llegue al transporte pesado y a la industria. En Siemens Gamesa hemos dado el primer paso en la producción de hidrógeno verde con un centro de pruebas de hidrógeno situado en Dinamarca, conectado directamente a una turbina eólica cerca de Brande. En este emplazamiento podemos probar cómo funciona la turbina y la electrólisis en modo isla (sin conexión a un sistema eléctrico) gracias a nuestra innovadora tecnología de control. Aquí probaremos la tecnología para producir hidrógeno directamente a partir del viento y exploraremos cómo hacer rentable la producción de hidrógeno a gran escala.

No tiene por qué haber una diferencia técnica inmediata con respecto a una turbina eólica sobre cimientos sólidos, pero hay que desarrollar un nuevo software para que la turbina eólica y los cimientos trabajen juntos para optimizar la cantidad de acero utilizada para los cimientos y el anclaje de la turbina. Puede haber diferentes formas de hacer una cimentación flotante. Algunos conceptos utilizan el llenado/vaciado de los tanques de lastre para contrarrestar la inclinación y amortiguar los movimientos de, por ejemplo, las cargas de las olas; el controlador del aerogenerador debe ser consciente de ello, al igual que el controlador de la cimentación debe saber cuándo el aerogenerador experimenta cargas de viento. Por otra parte, no se esperan medidas de amortiguación activas.

Sin embargo, antes de que veamos el despliegue a gran escala de las cimentaciones flotantes, hay una serie de retos que deben ser abordados. Toda la industrialización de la producción de cimientos debe elevarse al mismo nivel que la producción de aerogeneradores cuando comiencen los grandes proyectos. Trabajamos con varias soluciones que creemos que pueden guiar a toda la industria en la dirección correcta. Además, la industrialización de las soluciones de cableado y de anclaje también debe seguir el mismo camino.

La capacidad de producción de un gran número de cimentaciones es también un factor importante. La forma de producir jackets (cimentaciones con una armadura de celosía que incorporan tres o cuatro puntos de anclaje al fondo marino) hoy en día requiere tiempo y espacio. Los diseños de cimientos flotantes son similares a las jackets , y si se puede optimizar la producción de jackets también se puede optimizar la producción de cimientos flotantes. En la actualidad, los mejores fabricantes de jackets pueden producir entre 40 y 50 cimientos para jackets al año, y esto no se extiende al gran mercado que estamos estudiando. Queremos ayudarles a producir entre 3 y 4 veces más cimientos al año.

Las innovaciones en materia de energía eólica offshore flotante e hidrógeno también tendrán sinergias a largo plazo. Cuando la navegación pesada y las aeronaves necesiten hidrógeno como componente de sus combustibles ecológicos, tendremos que utilizar emplazamientos en alta mar con fuertes vientos y grandes profundidades de agua. En estas condiciones, la conexión a la red es difícil, este obstáculo puede resolverse con la utilización de turbinas eólicas de hidrógeno que funcionen en modo isla.

Hay mucho que hacer si queremos resolver la crisis climática. La energía eólica -y no sólo la eólica offshore- desempeña un papel crucial, y la continua innovación será la clave de nuestro éxito en la transformación del mundo hacia la energía verde.