Cómo funcionan los parques eólicos marinos
La energía eólica marina es un recurso energético nacional abundante que se encuentra cerca de los principales centros de carga costeros. Ofrece una alternativa eficaz a la transmisión a larga distancia o al desarrollo de la generación de electricidad en estas regiones con limitaciones de terreno.
Todas las turbinas eólicas funcionan de la misma manera. Cuando el viento sopla, fluye sobre las palas en forma de ala de los aerogeneradores, haciendo que las palas de la turbina giren. Las palas están conectadas a un eje de transmisión que hace girar un generador eléctrico para producir electricidad. Los aerogeneradores más recientes son tecnológicamente avanzados e incluyen innovaciones mecánicas y de ingeniería para ayudar a maximizar la eficiencia y aumentar la producción de electricidad. Para obtener más información sobre la tecnología de los aerogeneradores, consulte “Conceptos básicos de la energía eólica: cómo funcionan los aerogeneradores” del NREL.
Los vientos de alta mar tienden a soplar más fuerte y uniformemente que en tierra. Dado que una mayor velocidad del viento puede producir mucha más energía/electricidad, los promotores están cada vez más interesados en buscar recursos de energía eólica en alta mar. El Departamento de Energía de EE.UU. (DOE) ofrece una serie de mapas con datos sobre la velocidad media del viento a través de su página de Evaluación y Caracterización de Recursos y a través de MapSearch del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL).
Coste de la energía eólica marina
El fuerte recurso eólico de la costa atlántica de Estados Unidos tiene un enorme potencial de generación de energía renovable. El Estado de Nueva York está trabajando para desarrollar de forma responsable y rentable las fuentes de energía renovable para proporcionar el 70% de la energía eléctrica del Estado en 2030. La energía eólica marina está preparada para convertirse en una baza importante en la transición del Estado desde los dañinos combustibles fósiles hacia un futuro energético 100% libre de carbono para 2040.
Gráfico que muestra el paisaje terrestre y marino en relación con la generación y transmisión de energía eólica marina. Se muestran dos turbinas eólicas marinas. La electricidad procedente de las turbinas se desplaza hacia una subestación en alta mar a través de cables submarinos. Desde allí, la electricidad se traslada a la subestación en tierra a través de un cable enterrado, donde se transfiere a la red de transmisión existente.
Gráfico que muestra los componentes básicos de una turbina eólica marina. El buje soporta las palas y alberga el sistema de paso, que optimiza el ángulo de las palas y la velocidad de rotación. Las palas captan la energía del viento y la convierten en energía mecánica. La góndola alberga los componentes que convierten la energía mecánica en eléctrica. La torre soporta la masa de la góndola, el buje y las palas.
Turbinas eólicas flotantes
Las tecnologías de energía eólica marina aprovechan la energía cinética del viento para generar energía y transportarla a la costa a través de un cable de exportación submarino. La principal ventaja de la energía eólica marina es el acceso a vientos más fuertes y constantes, lo que permite el uso de turbinas más grandes. El desarrollo de la energía eólica marina en Europa y Asia ha precedido a las actividades de desarrollo en otras partes del mundo; sin embargo, actualmente están en marcha varios proyectos en Estados Unidos.
Hay diferentes tipos de cimientos para turbinas eólicas marinas en los que se puede instalar la turbina, dependiendo de la profundidad y el sustrato. Las cimentaciones por gravedad se utilizan a poca profundidad (0-30 m) y consisten en grandes bases de acero u hormigón que se apoyan en el lecho marino. Las cimentaciones por succión también son de acero u hormigón y se instalan utilizando la diferencia de presión generada entre el interior de la cubeta y el agua que la rodea (sin utilizar ninguna fuerza mecánica). Las cimentaciones con monopilotes se utilizan a poca profundidad (0-30 m) y consisten en un pilote que se clava en el lecho marino. Los monopilotes suelen ser menos costosos que otros tipos de cimentación y son los más utilizados. Las cimentaciones de fondo fijas tipo trípode se utilizan a profundidades de transición (20-80 m) y constan de tres patas que se conectan a un eje central que soporta la base de la turbina. Cada pata tiene un pilote clavado en el lecho marino, lo que crea una cimentación ancha que permite colocar los pilotes a menor profundidad en el lecho marino que las cimentaciones de monopilotes. Las cimentaciones tipo jacket también se utilizan a profundidades de transición (20-80 m) y cuentan con una estructura de celosía que comprende de tres a cuatro puntos de anclaje clavados en el lecho marino.
Ventajas e inconvenientes de la energía eólica marina
La energía eólica marina es la energía limpia y renovable que se obtiene aprovechando la fuerza del viento que se produce en alta mar, donde alcanza una velocidad mayor y más constante que en tierra debido a la ausencia de barreras. Para aprovechar este recurso, se instalan megaestructuras asentadas en el fondo marino y equipadas con las últimas innovaciones técnicas. Descubra cómo son y cómo funcionan estos auténticos gigantes del mar.
¿DÓNDE SE PUEDEN INSTALAR LOS PARQUES EÓLICOS OFFSHORE? Actualmente, los parques eólicos offshore se ubican en aguas poco profundas (hasta 60 metros de profundidad) y alejados de la costa, de las vías de tráfico marítimo, de las instalaciones navales estratégicas y de los espacios de interés ecológico. Según el último informe de WindEurope, la Asociación Europea de Energía Eólica, Offshore wind in Europe: trends and key statistics 2018, publicado en febrero de 2019, los parques europeos tienen una profundidad media de 27,1 metros (solo un poco menos que el año anterior) y están a una distancia media de 33 km de la costa, frente a los 41 km de media registrados en el informe de 2017. El Reino Unido es el país con mayor capacidad instalada en Europa, con un total del 44% de todas las instalaciones de energía eólica marina (en MW). Le siguen Alemania (34%), Dinamarca (7%), Bélgica (6,4%) y Holanda (6%).