Energía marina limpia

Energías alternativas
Energía
marina limpia
Grandes parques eólicos en el mar en lugar
de nuevas centrales eléctricas en tierra
Eskil Sörensen, Finn Nielsen
Cerca de la quinta parte de la demanda de electricidad de Dinamarca está cubierta por energía
eólica, lo que convierte a Dinamarca en líder mundial en este tipo de energía. Durante muchos años,
los nuevos parques eólicos se instalaban en tierra, pero hoy se instalan con más frecuencia en el
mar. Dos grandes parques eólicos marinos, equiparables a centrales eléctricas de capacidad
mediana, entregan actualmente casi el 4 por ciento de la demanda de electricidad de Dinamarca o,
lo que es lo mismo, el 25 por ciento de su generación eólica. ABB es un importante proveedor para
estos parques, pues les proporciona equipos de transmisión, generadores, productos de baja y
media tensión y sistemas SCADA1).
Revista ABB 2/2007
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Energía marina limpia
Energías alternativas
L
a energía eólica, en el centro de
la polémica sobre el calentamiento global, es más relevante cada día
en la lucha contra las emisiones de
CO 2. Dinamarca es uno de los principales fabricantes de turbinas de viento para generar electricidad; en Dinamarca están establecidas dos de las
compañías más importantes del mundo: Siemens Wind Power (antes Bonus Energy) y Vestas Wind A/S, el
mayor fabricante de turbinas de viento del mundo. Los avances del país
han permitido crear una base de conocimientos que otros fabricantes desean explotar, para lo cual está situando unidades de investigación en
Dinamarca. En la zona se ha establecido una red de industrias auxiliares
para las turbinas.
Esta gran densidad de conocimiento
especializado y técnicas de fabricación es fundamental para desarrollar
turbinas cada vez mayores: actualmente existen unidades con 60 metros de envergadura y torres de casi
120 metros de altura. En paralelo con
este desarrollo crece el interés del
mundo académico, que se refleja en
la enseñanza y formación en técnicas
y conocimientos específicos en las
universidades de la región y en instituciones dedicadas a la energía eólica, como el Centro de investigaciones
Risö.
Historia de la energía eólica
ABB Dinamarca, también miembro de
esta comunidad de conocimiento, ha
acumulado durante los últimos 25
1
70
años mucho conocimiento y experiencia en el campo de la generación
de electricidad eólica. Cables y transformadores, generadores y motores
de ABB son sólo algunos de los productos que nuestra compañía suministra a los fabricantes de turbinas.
Por tanto, cuando un fabricante danés exporta grandes parques eólicos
a California o España, gran parte de
los equipos suelen ser de ABB. En
realidad, la energía eólica significa
una parte importante de los ingresos
de ABB en Dinamarca.
Hace unos pocos años, el 50% de las
turbinas de todo el mundo procedían
de compañías danesas. Pero en el
mercado ya trabajan otros fabricantes, como General Electric de América y Suzlon de India. La energía eólica se ha convertido en un negocio
global con gran nivel de competencia, donde los fabricantes daneses
controlan el 30 % del mercado. Con
una expansión anual en torno al 20 %
durante los últimos años, esta cuota
de mercado implica un gran crecimiento de la industria eólica danesa.
De hecho, este sector es el segmento
más en auge de la industria danesa,
ya que ha pasado de los 500.000 dólares de hace diez años a la cifra actual de 4.000 millones de dólares (según Danish Wind Energy Association). Esto significa que la industria
eólica danesa crea constantemente
nuevos empleos. En la actualidad, este sector emplea en Dinamarca a
21.000 personas y tiene dificultades
para encontrar personal bien preparado.
La aventura eólica danesa comenzó
durante la crisis del petróleo de los
años setenta. Al principio se construían pequeñas turbinas, a menudo
en los talleres locales. Durante los
años ochenta, el desarrollo se había
profesionalizado y la comercialización de unidades de 55 kW desencadenó un boom de las turbinas fabricadas industrialmente. Desde aquellos primeros tiempos se han desarrollado nuevas generaciones de equipos, de modo que las turbinas tienen
una potencia 50 veces mayor. En el
mercado se ofrecen unidades de
2 MW e incluso de 3 MW de potencia. La mayor unidad actualmente
disponible comercialmente es de
3,6 MW, pero ya están en proyecto
otras unidades mayores.
Turbinas de viento en el mar
La industria de la energía tiene buenas razones para afrontar las dificultades propias de construir parques
eólicos marinos. La turbina de viento
tiene una gran altura y las hélices
una envergadura enorme y, por tanto, cada día es más difícil encontrar
lugares aceptables para levantar estas
torres, especialmente en países tan
densamente poblados como DinamarNota
1)
SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition):
sistema distribuido de control y supervisión de
datos a gran escala
El parque eólico de Nysted consta de 72 turbinas de viento, con una capacidad máxima de 2,3 MW cada uno.
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ca. La población no está dispuesta a
admitir una cantidad ilimitada de generadores en el paisaje.
La segunda razón para este traslado
es que en mar abierto el viento es
más fuerte, lo que supone que la
cantidad de electricidad producida
puede ser un 50 % mayor.
Frente a estas ventajas hay que tener
en cuenta el mayor coste de los parques eólicos marinos, por ejemplo
para construir los cimientos de las
torres. La sal del agua exige utilizar
componentes resistentes a la corrosión. Las torres, de gran altura, han
de tener un cuidadoso tratamiento
con pinturas especiales. La maquinaria se suele situar a cubierto, con una
humedad ambiente inferior al 50 %.
Los costes de mantenimiento también
son más altos, ya que los equipos de
personal han de ir y venir en helicóptero. Las empresas justifican los
mayores costes de los parques eólicos marinos con el incremento de
electricidad generada.
instaladas producen una potencia
global de 3.100 MW, lo que equivale
a cinco grandes centrales eléctricas y,
por tanto, ahorran el equivalente a
cuatro millones de toneladas anuales
de CO 2. El parque eólico marino de
Nysted ha sido concebido para producir 500.000 MWh anuales, un objetivo que se ha superado con creces.
Ya están en marcha otros proyectos
para obtener más energía eólica marina. Recientemente, el gobierno danés
concedió permiso para construir dos
nuevos parques eólicos marinos que
entrarán en servicio en 2009 y 2010.
A DONG Energy A/S se le ha encomendado construir el parque de
Horns Rev; un consorcio integrado
por DONG Energy A/S y E.ON Sweden AB se encargará de construir el
2
Unidad transformadora para la agregación de las 72 turbinas de viento del parque
3
Panorámica general de estado de las 72 turbinas de viento, a disposición del operador
El parque eólico marino de Nysted
En 2002 y 2003 se construyeron dos
grandes parques eólicos marinos por
decisión del Parlamento danés. En
conjunto, estos parques pueden satisfacer casi el 4% de la demanda de
electricidad de Dinamarca. ABB suministró equipos esenciales para estas dos instalaciones. El parque eólico marino de Nysted, proyectado para generar energía eléctrica, era el
mayor del mundo de su clase 1
cuando entró en funcionamiento en
2003. Las 72 turbinas de viento producen un máximo de 165,6 MW, el
equivalente a una central eléctrica de
tamaño medio. Cada turbina entrega
su energía al centro de agregación 2
por un cable de 33 kV, donde se
transforma a niveles de tensión de
red para entregarla a tierra por un
cable de 33 kV. Este parque puede
satisfacer la demanda de energía de
150.000 hogares.
La atmósfera se libra de 500.000 toneladas de CO 2 al año, equivalentes
al 1 % de las emisiones totales de CO 2
de Dinamarca y por tanto una importante contribución a la reducción de
los gases de efecto invernadero. En
Dinamarca, los turbinas de viento
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“Ahondando” en los detalles de la unidad D2 y en el estudio de su estado
parque de Rödsand. A ABB ya se le
ha adjudicado un contrato y otros
están en preparación.
Un parque eólico marino como
central eléctrica
Una red de 72 torres como la del parque eólico marino de Nysted requería
un sistema SCADA de control y supervisión. El sistema suministrado se
basaba en el Sistema 800xA de ABB
con redundancia interna. El resultado
fue un sistema muy estable y con alta
disponibilidad. ABB suministró, además, los 72 transformadores y gene-
Cuadro
Parque eólico marino de Nysted
72 turbinas eólicas, de 2,3 MW
cada una
Máxima potencia conjunta:
165,6 MW
Producción de electricidad:
aprox. 500.000 MWh,
equivalente al consumo de
150.000 hogares
Las turbinas eólicas son fabricadas por Bonus Energy, actualmente Siemens Wind Power
Las torres tienen una altura de
69 metros; las hélices tienen
40 metros de longitud
El parque eólico empezó a
operar en 2003
Los propietarios del parque
eólicos son DONG Energy A/S y
E.ON Sweden AB
72
radores y 45 kilómetros de cables
marinos de 33 kV para las turbinas
de viento, que se encuentran a unos
10–14 km de la costa. ABB también
se encargó de suministrar y poner en
funcionamiento el enlace del cable
de tierra, que entrega la energía a la
red eléctrica.
El sistema SCADA se puede utilizar
para controlar la generación total de
energía de las turbinas, de forma
análoga a como se controlaría una
central eléctrica. Como es obvio, las
turbinas generan electricidad en función de la fuerza/velocidad del viento; sin embargo, es posible controlar
la potencia total. Si la red eléctrica
requiere que el parque entregue
100 MW, el sistema SCADA puede
regular la producción para ajustarse a
esa demanda. El operador introduce
fácilmente las cifras de producción
requerida y el sistema SCADA calcula
cuántas turbinas de viento han de dejar de operar (o empezar a funcionar)
para equilibrar la demanda y el suministro. Como se muestra en 3 , el
operador puede ver el estado actual
de las 72 turbinas. Desde esta panorámica general, el operador puede
“ahondar” en cada una de las turbinas para tener una información detallada de estado 4 . La energía eólica
ha permitido reducir el uso de centrales eléctricas convencionales para
la red eléctrica. A medida que aumente la disponibilidad de energía
eólica se hará más frecuente la nece-
sidad de frenar la producción de
energía limpia para evitar que la red
se sobrecargue. De hecho, en Dinamarca, que tiene un alto porcentaje
de generación eólica, el suministro
de energía eólica ya ha excedido en
diversas ocasiones la demanda de
electricidad. Como es lógico, otros
países tendrán problemas parecidos a
medida que su producción de energía
se base más en fuentes variables e
impredecibles como el viento y el
sol 2).
Eskil Sörensen
Journalist
Odense, Dinamarca
[email protected]
Finn Nielsen
ABB Denmark A/S
Skovlunde, Dinamarca
[email protected]
Nota
2)
Véase también “Aprovechando el viento“ en la
página 33 de este número de Revista ABB
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