ENERGÍA RENOVABLE

California está planeando parques eólicos flotantes en alta mar para aumentar su suministro de energía: así es como funcionan

El norte de California tiene algunos de los vientos marinos más fuertes de los EE. UU., con Enorme potencial para producir energía limpiaPero tiene un problema. Su plataforma continental está disminuyendo rápidamente, lo que hace que sea costoso, si no imposible, construir turbinas eólicas convencionales directamente sobre el lecho marino.

Una vez que la profundidad del agua supera los 200 pies (aproximadamente la altura de un edificio de 18 pisos), estas estructuras de «monopilar» son casi imposibles.

Ha surgido una solución y se está probando en varios lugares del mundo: fabricar turbinas eólicas flotantes. De hecho, en California, La sequía trae estrés sobre el suministro de agua y electricidad y el fuego ha amenazado Al importar electricidad del noroeste del Pacífico, el estado está plan de avance Mientras hablamos, estamos desarrollando el primer parque eólico marino flotante del país.

Asique, como trabajan?

Tres formas principales de hacer flotar las turbinas

aerogenerador flotante Funciona como cualquier otro aerogenerador. – El viento empuja las aspas, haciendo que el rotor gire, lo que impulsa al generador a generar electricidad. Pero en lugar de incrustar sus torres directamente en el suelo o en el lecho marino, las turbinas eólicas flotantes se montan en una plataforma con líneas de amarre, como cadenas o cuerdas, unidas a puntos de anclaje en el lecho marino que se encuentra debajo.

Estas líneas de amarre mantienen las turbinas en su lugar contra el viento y las conectan a cables que envían electricidad a la costa.

La mayor parte de la estabilidad la proporciona la propia plataforma flotante. El truco es diseñar la plataforma para que las turbinas no se inclinen demasiado con vientos fuertes o tormentas.

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Ilustración de cada uno en el océano, que muestra cómo la línea lo ancla al fondo del océano.
Tres tipos comunes de plataformas de aerogeneradores flotantes.
Josh Bola/NREL

Hay tres plataformas principales:

  • La plataforma de boyas de mástil es un cilindro largo y hueco que se extiende hacia abajo desde la torre de la turbina. Flota verticalmente en aguas profundas con lastre en la parte inferior del cilindro para bajar su centro de gravedad. Luego fíjelo en su lugar, pero use cuerdas flojas para permitir que se mueva con el agua para evitar daños.La boya mástil ha sido Utilizado en la industria del petróleo y el gas. Comprometido en operaciones en alta mar durante muchos años.

  • Los semisumergibles tienen grandes cascos flotantes que se despliegan desde torres y también están anclados para evitar la deriva.el diseñador tiene Experimenta con múltiples turbinas en algunos de estos cascos.

  • Las plataformas con patas tensadas tienen plataformas más pequeñas con líneas tensas que se extienden directamente hasta el piso de abajo.estos son más ligero pero más frágil Terremotos o tsunamis, ya que dependen más de líneas de amarre y anclas para la estabilidad.

Cada plataforma debe soportar el peso de la turbina y permanecer estable mientras la turbina está en funcionamiento. Lo hace en parte porque una plataforma hueca, generalmente hecha de grandes estructuras de acero u hormigón, proporciona flotabilidad para soportar las turbinas.Dado que algunos pueden ensamblarse completamente en el puerto y arrastrarse para su instalación, pueden ser mucho mas barato A diferencia de las estructuras de fondo fijo, estas últimas requieren la instalación de botes especializados en el sitio.

Las personas se paran junto a una pequeña turbina eólica sostenida por una grúa. Es solo que la base es tres veces más alta que los humanos.
La Universidad de Maine ha estado experimentando con una pequeña turbina eólica flotante, de aproximadamente una octava parte del tamaño, en una plataforma semisumergible. Planea lanzar una versión de tamaño completo con socios empresariales en 2023.
Foto AP/Robert F. Bucati

Las plataformas flotantes pueden soportar turbinas eólicas que pueden generar 10 megavatios o más: así es como Similar en tamaño a otras turbinas eólicas marinas Y varias veces mayor que la capacidad de las turbinas eólicas terrestres típicas que se ven en el campo.

¿Por qué necesitamos turbinas flotantes?

algunos El recurso eólico más fuerte. Lejos de la costa, en lugares a cientos de pies bajo el agua, como la costa oeste de los Estados Unidos, los Grandes Lagos, el mar Mediterráneo y la costa de Japón.

Mayo de 2021 La secretaria del Interior, Deb Haaland, y el gobernador de California, Gavin Newsom Planes anunciados para abrir partes de la costa oeste, cerca de Morro Bay en el centro de California y cerca de la línea estatal de Oregón para la energía eólica marina. El agua allí se vuelve más profunda rápidamente, por lo que cualquier parque eólico a unas pocas millas de la costa necesitará turbinas flotantes. Newsom dijo que el área podría proporcionar inicialmente 4,6 gigavatios de energía limpia, suficiente para abastecer a 1,6 millones de hogares.Eso es más de 100 veces Energía eólica marina total de EE. UU. hoy.

Mapa que muestra el potencial eólico marino
Parte del potencial eólico marino más fuerte de los EE. UU. se encuentra en áreas donde el agua es demasiado profunda para instalar turbinas estacionarias, incluida la costa oeste y la costa de Maine.
NREL

A nivel mundial, ya se están ejecutando varios proyectos de demostración completos en Europa y Asia.Esta Proyecto Hywind Escocia Se convirtió en el primer parque eólico marino flotante a escala comercial en 2017, impulsado por cinco turbinas de 6 megavatios diseñadas por la compañía energética noruega Equinor.

Si bien los parques eólicos marinos flotantes están emergiendo como una tecnología comercial, todavía existen desafíos técnicos que deben abordarse. El movimiento de la plataforma puede causar mayores fuerzas en las palas y la torre, así como una aerodinámica más compleja e inestable. Además, a medida que las profundidades del agua se vuelven muy profundas, el costo de las líneas de amarre, las anclas y los cables puede volverse muy alto, lo que requiere una tecnología más económica pero aún confiable.

Espere ver más turbinas marinas apoyadas en estructuras flotantes en un futuro próximo.

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