Comparación entre energía eólica y marítima

  • La rugosidad

Primeramente se ha de mencionar que la principal ventaja de una instalación eólica marina es la rugosidad, ya que la rugosidad del mar es despreciable comparada con la terrestre, donde el viento se encuentra frenado por culpa de la orografía del terreno. Hay que tener presente que el viento aumenta de velocidad conforme se aumenta de altura justamente por culpa de la rugosidad. Por lo tanto, para el correcto funcionamiento del aerogenerador es recomendable que el viento impacte con la misma velocidad a todos los puntos de la área barrida por las palas, tanto los que están más alejados del suelo como aquellos más próximos y este hecho lo hace posible la baja rugosidad, ya que una alta rugosidad hará disminuir la velocidad del viento (parte de la energía del viento se disipa en forma de fricción con el suelo), y además producirá un gradiente de velocidades conforme se va aumentado la altura muy pronunciada, lo que provoca que el aerogenerador produzca una cantidad menor de energía, además de estar soportando un momento de fuerzas perjudicial para la estructura y por el rendimiento de éste.

Con los puntos anteriores se llega a la conclusión de que por el mismo recurso eólico, en una zona marítima se obtendrá una mayor velocidad media para una altura determinada(Consecuentemente una mayor energía) además de tener un perfil de velocidad más homogéneo, ya que la rugosidad del mar al ser menor que la terrestre hace que el viento no se encuentre frenado por culpa de la orografía del terreno.

A partir de ahí, se establecen ciertos niveles de rugosidad yendo de 0 hasta 4. Donde la rugosidad a nivel de mar es de clase 0, la de superficies planas como pistas de aeropuerto ozonas paisajísticas planas y abiertas es de 0,5, mientras que la proporcionada por grandes árboles o edificios se estipula de clase 3 o 4.La rugosidad, por tanto, se culpable de la diferencia en el cizallamiento del perfil eólico de una superficie de alta rugosidad respecto a otra de baja. La «Danish Wind Industry Association, establece el siguiente tipo de curvas para el mismo recurso eólico y diferentes rugosidades

Se observa, como a una altura de 80 metros, a pesar de tener teóricamente el mismo recurso eólico, la velocidad del viento en el caso de mayor rugosidad (derecha) es inferior al de menor rugosidad. Además, se observa que en el caso de baja rugosidad (el equivalente a una zona marina) será necesaria una menor altura de buje a la hora de dimensionar el molino ya que se está trabajando con un menor cizallamiento lo que provoca la obtención de una homogeneidad aceptable del perfil de velocidades a una menor altura. De hecho, la Danish Wind Industry Association establece que de media bastará con una altura de buje de 0.75 veces el diámetro del rotor, lo que provocará un ahorro en el uso del material de construcción. Otro aspecto destacable es la baja intensidad de las turbulencias en las zonas marinas provocando un menor desgaste del aerogenerador y por tanto un mayor tiempo de vida útil.

  • Accesibilidad, instalación y mantenimiento

El principal inconveniente de los parques offshore es justamente que se encuentran en medio del mar y son de difícil accesibilidad, lo que provoca el uso de un gran número de recursos, tanto para la instalación, como para el mantenimiento, tales como: barcos específicos de grandes dimensiones para el transporte de los componentes de los molinos, la incorporación de grúas de grandes tonelajes dentro de estos barcos, la posposición de actuaciones de mantenimiento debido a las inclemencias meteorológicas, el gran coste asociado a las fundaciones, etc. Estos factores como ya se determinarán numéricamente en el apartado de presupuestos, ocasionan un sobrecoste notable que, incluso, podría condicionar la viabilidad económica del parque eólico offshore.

  • Costos

Así como en la eólica terrestre el 80% de la inversión se la lleva la turbina, en la eólica offshore sólo le corresponde a esta aproximadamente un 55% de la inversión, el problema es que el coste total de la turbina es similar tanto en la eólica marina como la terrestre, lo que demuestra, que dependiendo de la zona, el coste de un parque offshore sea superior al de un terrestre.

  • Panorama mundial de los parques offshore, fabricantes y fundaciones

Con el presente apartado se pretende mostrar la situación actual de los parques offshore en Europa y el estado del desarrollo de esta tecnología, comentando las limitaciones tanto a las fundaciones (profundidad), como fabricantes (potencia por turbina). también se explicarán algunos de los motivos por los que algunos países han hecho una apuesta seria por esta tecnología y otros, como el estado Español, que a pesar de tener una gran extensión marina y una gran potencia eólica onshore instalada todavía le es una tecnología completamente desconocida. Finalmente se detallará el estado de I + D de esta tecnología.

Este hecho muestra claramente, que la eólica marina está saliendo de la fase de I + D, sino es que ya ha salido, por consolidarse en una tecnología energética significativa delmix energético de generación eléctrica europeo. Según la European Offshore Wind Industry.

Se han instalado 199 turbinas en zonas marinas haciendo un cómputo de 577 MW durante el año 2009 y las previsiones indican que hacia el año 2010 se podrían llegar a instalar hasta 1000 MW.- Actualmente se están construyendo 17 parques eólicos offshore equivalentes a 3500 MW y está tramitada la construcción de 52 parques eólicos más haciendo un total de 16.000 MW.

– En total hay instaladas y conectadas a la red, 828 turbinas eólicas offshore en la Unión Europea, formando así una potencia total de 2.056 MW repartidos en 38 parques eólicos en zonas marinas. Se debe mencionar que la potencia media por turbina instalada es de unos 2,9 MW.- Respecto a las fundaciones utilizadas para la sustentación del molino hay que decir que el 65% son monopolios y que el 23% son por gravedad.

– El tamaño de los parques offshore ha aumentado ligeramente pasando de los 62,2 MWlos 72,1 MW por parque. Una vez vistas de forma global las principales tendencias Europeas respecto a la industria «Offshore», se presenta el análisis para cada país. Como la industria eólica marina está en continuo crecimiento, se ha considerado a fecha 31 de diciembre de 2009 la cantidad de turbinas y MW instalados por país, viendo así los países más desarrollados en este aspecto para valerse de su experiencia.

Como se observa, los países líderes son el Reino Unido y Dinamarca. De hecho Dinamarca hasta hace vende poco era el primer país en producción de energía eólica offshore, lo que demuestra el gran número de turbinas instaladas que tiene, superior al Reino Unido, pero las últimas inversiones por parte del Reino Unido ha hecho que actualmente este tenga el mayor número de MW instalados de toda Europa. Por otra parte se observa como Bélgica, Irlanda, Finlandia y Noruega están en fase de pruebas, ya que sólo hay construido un único parque en todo el país.

De hecho el caso que está completamente en fase de desarrollo es el de Noruega, ya que como se comentará más adelante, dispone de un único molino offshore pero situado a grandes profundidades, hecho sin precedentes y completamente innovador hasta el momento. Finalmente hay que decir que la gran apuesta que hizo Dinamarca con la eólica marina fue posible debido a la gran red de interconexión que tiene, que hace que en caso de una producción excesiva de energía ésta se pueda vender a otros países y que no suponga grandes complicaciones para el operador del sistema, diferencia importante respecto al del estado Español, que con una red de interconexión menor a la danesa podría tener fuerza problemas en la distribución de la electricidad.

A esto se le debe sumar la diferencia orográfica del mar mediterráneo con los mares del norte, ya que en el Mediterráneo es impensable encontrar profundidades inferiores a 20 metros a más de 20 km de la costa, en cambio esto en las costas Danesas es perfectamente posible, como demuestra el parque Rodsand II.

Del párrafo anterior se extrae una conclusión clara del motivo por el que el estado español no ha invertido en la industria offshore, y este es que para alcanzar vientos fuertes y constantes, se hade alejarse de la costa, y en el caso del mar mediterráneo ello implica encontrarse con profundidades muy grandes.

Autor: Sampiere

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