Redacción Mx Político.- «Sabemos mucho sobre molinos de viento en tierra y algo sobre aerogeneradores de fondo fijo en el mar, pero mucho menos sobre aerogeneradores flotantes», dice Geir Grasmo, profesor de la Universidad de Agder (UiA).
Grasmo lidera el grupo de investigación tecnológica en eólica marina de la UiA y el Centro de Mecatrónica Marina de Innovación basada en la Investigación.
“No tenemos buenas respuestas sobre cómo hacer el mejor uso posible de la energía eólica marina y cómo podemos diseñar, construir, operar, mantener y administrar campos en el mar en condiciones difíciles”, dice Grasmo.
Es típico que los investigadores que trabajan en mecatrónica combinen diferentes disciplinas, incluidas la mecánica y la electrónica, la tecnología informática, las TIC y la inteligencia artificial.
Al combinar varios campos, pueden desarrollar sistemas avanzados que monitorean y controlan. Pueden controlar a distancia robots, drones y grúas y embarcaciones submarinas. Los investigadores también pueden desarrollar sistemas que monitoreen y controlen el funcionamiento de las turbinas eólicas marinas desde tierra.
Los investigadores de la UiA tienen una amplia experiencia en el desarrollo de grúas en alta mar, soluciones mecánicas y sistemas de control para su uso en barcos y plataformas petrolíferas en el Mar del Norte. Esta experiencia se ha acumulado durante décadas de colaboración con GCE NODE, un grupo de tecnologías oceánicas y la industria proveedora internacional en Agder.
«Esta experiencia y conocimientos nos dan una ventaja cuando ahora contribuimos al desarrollo de la industria eólica marina noruega en varias áreas», dice Grasmo.
Una tecnología inmadura
La industria y los investigadores están de acuerdo en que la energía eólica marina es una tecnología bastante inmadura en Noruega.
«Los molinos de viento desarrollados para colocarlos en tierra se colocaron en el mar en los primeros días de la industria eólica marina. Los molinos de viento se colocan sobre pilotes y los pilotes se fijan al lecho marino. Estos molinos de viento se pueden encontrar en aguas poco profundas cerca de Copenhague», Grasmo dice.
Según Gramo, todavía existen desafíos relacionados con la agilización del proceso de instalación y operación de las instalaciones fijas en el fondo, especialmente en áreas oceánicas agitadas como la nuestra.
«Necesitamos mucha más investigación sobre parques eólicos flotantes en áreas con profundidades de agua superiores a 50-60 metros», dice.
La industria en Noruega busca desarrollar cadenas de valor tanto para parques eólicos de fondo fijo, que dominarán el sector noruego, como para energía eólica marina flotante, que tenemos los requisitos previos para dominar. Los investigadores también.
Según el gobierno, Noruega se convertirá en una nación líder en energía eólica marina. El objetivo es asignar sitios que puedan generar hasta 30 GW de energía para 2040, lo que representa aproximadamente el 75 % de la capacidad actual del sistema eléctrico noruego.
Pero la energía eólica marina flotante todavía está en pañales en este país.
En noviembre de 2022, se abrió el primer parque eólico flotante en el Mar del Norte y Hywind Tampen de Equinor comenzó la producción de energía. El parque eólico consta de 11 aerogeneradores montados sobre plataformas flotantes. Las plataformas se denominan flotadores y están ancladas al fondo marino.
Optimización de la producción de energía
“El objetivo de los molinos de viento es producir energía. Estamos investigando cómo pueden producir la mayor cantidad de energía eléctrica posible, individualmente y colectivamente en parques eólicos marinos”, dice Grasmo.
Nadie sabe la respuesta a cuál es el aerogenerador y el parque eólico óptimos. Pero es precisamente esta optimización la que están estudiando los investigadores.
Estos son algunos de los problemas que los ingenieros de UiA están investigando:
- cómo construir industria e infraestructura entre parques eólicos terrestres y marinos
- qué materiales son los más adecuados y sostenibles para aerogeneradores, flotadores e instalaciones de producción y transporte de energía eléctrica
- cómo optimizar la producción de energía en el generador y el parque eólico
- cómo adaptar la construcción de unidades eléctricas como convertidores de potencia para un uso robusto en alta mar
- cómo automatizar, controlar y monitorizar parques eólicos marinos
- cómo medir las condiciones del viento y colocar flotadores y turbinas eólicas para optimizar la producción de energía
- cómo conectar proyectos eólicos marinos con otra producción marina, como la producción de hidrógeno y amoníaco
- cómo desarrollar y utilizar soluciones digitales, inteligencia artificial y TIC para gestionar parques eólicos
- cómo desarrollar soluciones digitales para controlar y monitorear cada turbina y todo el campo de molinos de viento mientras se conecta la energía del campo a la red terrestre y la producción de energía en tierra
Encontrar las condiciones de viento adecuadas
Una pregunta típica a la que los investigadores intentan encontrar una respuesta es cuántas turbinas se pueden colocar en un flotador y qué tan cerca se pueden colocar los flotadores en un campo para minimizar la interrupción.
“El objetivo es minimizar la sombra del viento de todos los aerogeneradores, también cuando están sobre flotadores”, dice Grasmo.
Al igual que en tierra, las soluciones pueden diferir de un parque eólico a otro.
«Con diferentes movimientos, podemos adaptar los campos para garantizar la máxima utilización. Hacemos esto con herramientas de datos avanzadas. Buscamos adaptar cada molino individual al otro para que todo el campo funcione lo mejor posible», dice Grasmo.
Larga vida útil en entornos hostiles
Las turbinas eólicas marinas deben estar sobre cimientos o flotadores en el mar en todo tipo de clima. Las condiciones climáticas y del viento es uno de los muchos campos de investigación separados relacionados con la producción de energía. Las construcciones deben soportar grandes esfuerzos. El agua salada corroe el equipo y la corrosión siempre será un desafío.
“Por eso es importante investigar desde el uso de diferentes materiales hasta la construcción de aerogeneradores y flotadores, anclajes, convertidores de potencia y otras instalaciones y equipos”, dice Grasmo.
Hizo hincapié en que es importante investigar las consecuencias para la salud, el medio ambiente y la seguridad y el clima.
«Un parque eólico en aguas noruegas debe ser sostenible de la mejor manera posible para tener una larga vida útil en un entorno duro y exigente», dice Grammo.
UiA colabora con múltiples actores en Agder para desarrollar la industria eólica marina. El equipo incluye la iniciativa de la región de Agder, Fremtidens Havvind; Centro Noruego de Catapultas de Materiales Futuros; el instituto de investigación NORCE; y el Laboratorio de Innovación Mecatrónica de la UiA.
«Apoyaremos particularmente el desarrollo de la industria proveedora y la infraestructura y las líneas de suministro que deben construirse para contribuir a la iniciativa nacional para desarrollar una industria eólica marina sostenible y financieramente sólida», dice Grasmo.
Proporcionado por la Universidad de Agder
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