Eólica marina flotante: Camino al desarrollo industrial

Posicionar un aerogenerador en aguas profundas en alta mar es un reto tecnológico al que se enfrentará el sector eólico en los próximos años. La finalidad última de este proyecto es mostrar la viabilidad técnica de las soluciones flotantes y acercar el mundo de las tecnologías offshore y la energía eólica. Ambas ramas de la ingeniería tendrán un camino común en los próximos años por lo que se deben poner en común metodologías, procedimientos y conocimiento. En el presente trabajo se lleva a cabo un detallado estudio y diseño de una plataforma flotante semisubmergible para aerogeneradores en un emplazamiento de aguas profundas. Se abordan los aspectos técnicos más relevantes dentro del ámbito de la ingeniería naval y se detectan los retos a los que se enfrenta el diseñador de este tipo de estructuras a lo largo del proyect

Parque eólico marino : proyecto nº 1746

GUIA RESUMEN Cuaderno 0: Objetivos y descripción general. Muestra el enfoque del proyecto. Se comparan los tipos de estructuras offshore analizando las características más relevantes de las mismas. Asimismo también se comentan las características del aerogenerador seleccionado y la normativa actual para la construcción de parques eólicos offshore. Cuaderno 1. Condiciones metoceanicas. En este cuaderno se hace una descripción teórica de las condiciones metoceánicas del emplazamiento. Además se define la corriente extremal, la ola extremal de los 50 años, las velocidades de viento extremas, y de esta forma poder definir los distintos estados de mar que servirán de referencia para el diseño de la plataforma y el sistema de fondeo Cuaderno 2. Dimensionamiento. Se describe con más profundidad qué es una plataforma semisubmergible, su evolución y elementos principales. Se selecciona una disposición que se considera más apropiada y se realizan cálculos preliminares de pesos e inercias. Se añaden unas restricciones de flotabilidad y periodos propios que sirven para seleccionar un modelo inicial a partir del cual avanzar en la espiral de diseño. Cuaderno 3. Cargas en estructura offshore. Este cuaderno es un extenso repaso a todas las cargas y solicitaciones principales a las que se ve sometida una plataforma flotante. Cargas por olas, cargas por corrientes, efectos de deriva, slamming, cargas de viento sobre la obra viva de la plataforma, etc. Este último cálculo, está bastante simplificado y no se consideran los efectos dinámicos de las palas del aerogenerador rotando. Cuaderno 4. Formas y disposición general. Se optimizan las formas y se muestra la disposición general. Es un proceso iterativo y a medida que se fueron realizando los estudios necesarios para validar la plataforma se va definiendo la disposición general. Cuaderno 5. Estabilidad. Para diseñar una estructura flotante es imprescindible estudiar la estabilidad intacta y tras averías. Las administraciones así nos lo exigirán. Se definen los distintos parámetros– hidrostáticos para varias situaciones de carga de las plataformas. Se realiza un estudio de las curvas de adrizantes-escorantes. En cuanto a la estabilidad tras averías se supone una avería tipo y se realizan las modificaciones estructurales pertinentes para que se cumplan los criterios aplicados. Cuaderno 6. Comportamiento en la mar. Se hace un estudio básico de comportamiento en la mar. El objetivo es chequear los periodos propios de la plataforma para evitar efectos resonantes. También se evalúan las aceleraciones de la góndola para diversos estados de mar. El estudio se hace en el dominio de la frecuencia. Se comentan los efectos no lineales y asociados a la vorticidad que el software no es capaz de evaluar. Entre los efectos no evaluados faltaría por considerar el efecto giroscópico de las palas sobre el total de la plataforma. Los movimientos en guiñada que causaría este efecto deben ser absorbidos por el sistema de catenarias. Cuaderno 7. Calculo de estructuras. En este cuaderno se define el escantillonado (espesores de acero y refuerzo asociado) y la estructura de las columnas y pontones atendiendo a los criterios marcados por el DNV. Dicha estructura cumple los criterios de resistencia local. Ha quedado fuera del ámbito del proyecto la validación a cargas globales de la estructura por no disponer del software necesario, no obstante se ha añadido la explicación teórica de cómo hacer esta validación mediante un modelo tridimensional aplicando métodos de elementos finitos. La definición del peso de acero es un proceso iterativo y a medida que se va definiendo la estructura se actualizan los pesos. Cuaderno 8. Equipos y sistemas auxiliares. Los sistemas y equipos a bordo son sencillos en comparación con los que suele tener un buque. Además se ha tratado de buscar la mayor sencillez posible para disminuir los mantenimientos al máximo posible. El sistema más característico lo constituye el sistema de lastre que sirve para instalar desinstalar la plataforma y además compensar la escora/trimado inducido por el viento. Cuaderno 9. Mantenimiento de la posición. Se definen y se explican los tipos de fondeo y sus características. Así como los elementos característicos del mismo. Se ha diseñado el sistema de fondeo usando Orcaflex. Se realiza un análisis estático y posteriormente un análisis dinámico considerando tres estados de mar distintos. Las conclusiones y las limitaciones del estudio se comentan en el propio cuaderno. Cuaderno 10. Ingeniería eléctrica. Se plantea a dos niveles. Por un lado, el balance eléctrico a bordo con el cual se definen los consumos propios de la plataforma. Y las tensiones a las que se operan los equipos de abordo. Por otro lado se define la forma de conexión del parque, las tensiones de transporte, etc. Todo ello atendiendo a la distancia a la costa, la seguridad del sistema, etc. Cuaderno 11. Operación y mantenimiento. Se plantean los elementos necesarios para instalar y mantener el parque: buques, personal etc. Todo ello con el objetivo de hacer una estimación de costes que quede reflejado en el siguiente cuaderno a efectos de costes. Cuaderno 12. Costes y viabilidad. Se ha hecho una estimación de los costes totales del parque. Se ha seguido un procedimiento habitual en construcción naval aunque resulta fácil adaptar el presupuesto a la clasificación en costes de capital y operativos más empleados en la terminología de la construcción de parques eólicos

Estudio técnico-financiero sobre la construcción de un parque eólico marino flotante en el litoral español

RESUMEN El objetivo del trabajo es analizar, desde un punto de vista financiero, las diversas soluciones técnicas para un emplazamiento “tipo” en aguas profundas en el litoral español. Se examinará exhaustivamente los elementos que intervienen en el diseño, construcción, instalación, operación, mantenimiento y desmantelamiento de dicha infraestructura, optando por aquellas soluciones que se estimen óptimas tanto técnica como económicamente. Además se analizarán todos aquellos aspectos referentes a los buques necesarios para dar el soporte logístico al parque. Para ello se plantearán diversos escenarios, considerando buques de nueva construcción, transformación de buques y buques fletados bajo las distintas modalidades de flete, estudiando el impacto que representan las distintas opciones en la totalidad de los costes y de esta forma poder definir la viabilidad del parque. ABSTRACT The goal of this paper is to analyze, from a financial point of view, several technique solutions for a deep water standard location in Spanish littoral. All the elements concerning to design, build, installation, operation, maintenance and dismantle of the offshore wind mill farm will be examinated deeply, focusing on those optimum solutions as technically as financially way. Besides we will take into account those aspects refer to different vessels in order to offer the offshore logistic support. Several scenarios will be raised, considering new vessel, conversion vessel and charter vessel, studying their impacts in all costs and enabling to define the offshore wind mill farm viabilit

Soluciones Flotante para Aerogeneradores: Plataforma Spar

La calidad del recurso eólico en alta mar, el crecimiento de la industria eólica, el desarrollo sostenible además de otros factores extrínsecos, tales como los riesgos de las centrales nucleares, la vulnerabilidad de los mercados ante crisis en países productores de petróleo y las altas emisiones de CO2 por parte de las centrales de ciclo combinado son algunos de los factores que, cada vez más, justifican la adopción de soluciones sostenibles de origen renovable donde la energía eólica flotante presenta un futuro prometedor. Las plataformas Spar son una de las posibles opciones. En el presente trabajo se muestra un procedimiento metódico de diseño de una plataforma Spar analizando las ventajas y los inconvenientes de este tipo de estructuras para lograr el cometido de soportar un aerogenerador de gran potencia en mar abiert