Haliade-X y su impacto en la industria eólica off-shore

por Ene 26, 2020Energías Renovables0 Comentarios

La energía eólica es una fuente de generación limpia extendida por todo el mundo. En este artículo analizaremos la importancia de la nueva turbina Haliade-X en la industria eólica off-shore.

Evolución histórica y situación actual

La generación eólica se encuentra en pleno desarrollo. Observando los datos de The International Renewable Energy Agency (IRENA), vemos que durante los últimos años ha habido una tendencia creciente en capacidad eólica instalada. Según la Asociación Empresarial Eólica,la energía eólica tiene una perspectiva de crecimiento de entorno al 4%.

Capacidad mundial instalada. Fuente: Gráfico propio, datos obtenidos de IRENA 2019

Para entender cómo es su crecimiento, tenemos que conocer la evolución histórica de esta tecnología, que es sin duda una de las tecnologías de generación eléctrica que más ha crecido en esta última década de acuerdo a los resultados estadísticos de Association Wind European de 2018 que mostramos a continuación.

Imagen de Comparación Potencia Instalada WINDEUROPE 2018
Comparación de capacidad acumulada por fuente de energía. Fuente: WindEurope Annual Statistics 2018

De acuerdo a este gráfico, tal y como marca su tendencia la potencia instalada irá creciendo con una de tasa de crecimiento del 4%. Se trata de una tecnología bastante extendida y con un potencial de desarrollo aún mayor en las instalaciones Off-shore. Las turbinas eólicas se pueden dividir en dos categorías de acuerdo al tipo de eje, pueden ser de eje horizontal o vertical. El primer tipo es el más extendido y se subidivide en turbinas eólicas on-shore (son las que podemos localizar en tierra) y las off-shore (se encuentran instaladas en el mar). Comparando la potencia instalada de las instalaciones On-Shore y Off-Shore podemos observar que la potencia Off-shore ha aumentado bastante en los últimos años y que todavía tiene bastante potencial por delante en un marco donde predomina la energía eólica on-shore:

Imagen de Energía Eólica Onshore vs Offshore 2018
Comparación potencial instalada energía eólica on-shore vs off-shore. Fuente: grafico propio, datos obtenidos de IRENA 2019.

Sin duda la energía eólica off-shore todavía tiene mucho por crecer y tiene una ventaja sobre sobre la On-Shore y es que por lo general la velocidad de los viento es mayor en zonas costeras y alejadas de la costa (alta mar) siendo esto su fortaleza.

Distribución de vientos Europa Occidental. Fuente: 3CENER

Por último, se ha elaborado una estimación para conocer la tendencia que podría tener  la energía eólica utilizando las últimas estadísticas publicadas a día de hoy. Se ha utilizado una perspectiva de crecimiento del orden del 5%. Es simplemente una estimación a la que se ha aplicado un límite de confianza superior e inferior.

Estimación de crecimiento energía eólica. Fuente: Elaboración propia

¿Qué es Haliade-X?

El crecimiento de la energía eólica off-shore ha traido novedades. Recientemente se ha desarrollado la turbina de mayor potencia electrica hasta el momento (12 MW). El nombre de esta turbina es Haliade-X y la ha fabricado General Electric (GE). Se trata todavía de un prototipo con expectativas de ser comercial muy pronto.

Haliade-X tiene varios puntos fuertes que hay que destacar y que superan a las turbinas eólicas actuales como pueden ser la SG 8.0-16 DD de Siemens Gamesa o la V174 de Vestas, e incluso a otras también que son todavía prototipos como la de Siemens Gamesa SG10.0-193 DD.

A continuación mostramos algunos datos de interés donde comparamos características como: factor de capacidad, potencia nominal, clase de viento, dimensiones del rotor, etc.

NombrePotencia (MW) Factor de capacidad Clase Dimensión rotor (m) Cuota de mercado (%) Estado
SG 8.0-167 DD 8.0 48,5% S(1B) 167 12.3 Comercial
SWT-7.0-154 7.0 35% 1B 154 Comercial
Haliade 150 6.0 30% 1B 150 10.00 Comercial
V174 9.5 50% 1B 174 20.30 Comercial
Haliade X 12 63% S(1B) 220 N/A Prototipo

¿Cómo es esta turbina?

Vamos a realizar una comparación de potencia y factor de capacidad puesto que son dos parametros fáciles de contabilizar y de entender.

Potencia

La razón por la que Haliade-X tiene una potencia superior al resto de turbinas no es por un único factor, sino una combinación de varios como son: la velocidad de viento (U), el diámetro del rotor y factores aerodinámicos. Al no disponer de información de los factores aerodinámicos, nos vamos a centrar únicamente en el diámetro del rotor en este apartado, dejando la velocidad de viento para el factor de capacidad donde tiene una mayor trascendencia.

Hemos visto que el diámetro de rotor es un 26% mayor al resto de turbinas, por lo que el área de barrido es mayor. La potencia que puede desarrollar una turbina es directamente proporcional al área del rotor como su puede observar en la siguiente ecuación:

Aumentar el tamaño del rotor trae consigo un aumento proporcional de potencia. Este aumento está limitado, puede ser un limite mecánico (estrés) o bien aerodinámico (pérdidas de carga) o simplemente dificultades de diseño de pala.

Factor de Capacidad

El factor de capacidad es el cociente entre la energía real generada durante un periodo de tiempo (generalmente anual) y la energía generada si hubiera trabajado a plena carga durante ese mismo periodo. Una de las ventajas de esta turbina es la altura, lo que hace que la velocidad de viento que recibe es superior para las mismas condiciones que sus competidores.

Extracto de la norma IEC 61400-1

La combinación de factores como una velocidad de viento superior y vientos más constantes hacen que el factor de capacidad de esta turbina sea superior y por tanto podrá producir mas energía. La turbina Haliade-x está catalogada dentro de la clase S(1B) dentro de la norma IEC 61400-1.

Plataforma

El tipo de plataforma en el que se encuentra instalada la turbina Haliade-X es de tipo boya rastrada, caracterizada por encontrarse en posición vertical. Sin duda un campo de interés y en el que se ha avanzado bastante en estos últimos años ha sido en el desarrollo de nuevas plataformas de flotamiento. Actualmente, se utiliza una plataforma u otra dependiendo de la distancia que nos encontremos a las zonas costeras.

Haliade-X instalada en una plataforma de tipo boya rastrada. Fuente: General Electric

El simple hecho de ser capaces de instalar un parque eólico a mayor distancia de la zona costera posiblemente conseguiría obtener una clase de viento de menor rango (más cercano a 1B) sin la necesidad de aumentar la altura de las turbinas.

A día de hoy, hay varios proyectos para desarrollar las plataformas de tipo flotante como el que va a desarrollar Repsol. Ver información sobre e Proyecto WindFloat Atlantic

Comentarios adicionales

La importancia que tiene esta turbina en la industria eólica la veremos en los próximos años.

Lo que realmente hay que destacar de esta turbina es la combinación de factores que aumentan el factor de capacidad. De acuerdo a los datos de GE, el factor de capacidad estimado es de un 60%, lo que aseguraría una mayor estabilidad en el suministro eléctrico a la red. Dicho aspecto de tener un mayor factor de seguridad de suministro es un punto a favor, ya que podrá integrar más si cabe la tecnología eólica off-shore dentro del mix eléctrico.

Uso de cookies

Este sitio web utiliza cookies para que usted tenga la mejor experiencia de usuario. Si continúa navegando está dando su consentimiento para la aceptación de las mencionadas cookies y la aceptación de nuestra política de cookies, pinche el enlace para mayor información.plugin cookies

ACEPTAR
Aviso de cookies