El proyecto europeo MooringSense ha trabajado para cambiar de manera definitiva la gestión de los aerogeneradores flotantes instalados en alta mar. Se ha definido un nuevo paradigma para monitorizar la salud estructural de los sistemas de fondo de las plataformas eólicas flotantes, con el fin de reducir costes operativos, alargar la vida útil de los anclajes e incrementar su producción energética anual. La creación y combinación de las seis tecnologías desarrolladas en el marco del proyecto permite disponer de una estrategia innovadora para la gestión de la eólica marina flotante.
Tras tres años de investigación y un presupuesto de más de 4 millones de euros del programa de investigación e innovación europeo Horizonte 2020, se han presentado los resultados del proyecto MooringSense, llevado a cabo por un consorcio internacional con nueve integrantes de cuatro países diferentes. Bajo la coordinación del Centro Tecnológico CTC de Cantabria han trabajado cinco entidades españolas: Saitec, Zunibal, Vicinay Marine Innovación e Ikerlan; y también cuatro organizaciones europeas: TNO e Intecsea, de Holanda; Bekaert Wire Rope Industry, de Bélgica; y Sintef Ocean, de Noruega.
Despliegue de la eólica marina flotante en España
El Plan de Ordenamiento del Espacio Marítimo (POEM), que regula el despliegue de la eólica marina flotante en España, plantea un objetivo de entre 1 y 3 GW de eólica para 2030, una cifra que supone hasta el 40% del objetivo de la UE para el final de la década. En este contexto, los investigadores del proyecto destacan que la innovación y las nuevas tecnologías planteadas por MooringSense van a ser clave para alcanzar los objetivos planteados a nivel tanto nacional como europeo.
El proyecto MooringSense ha logrado alcanzar, e incluso superar, los objetivos definidos inicialmente. Destaca la reducción de los gastos operativos de la eólica flotante marina que oscila entre un 15 y un 26%.
Asimismo, el proyecto ha alcanzado el objetivo previsto de incrementar la eficiencia y la durabilidad de los aerogeneradores flotantes offshore. En concreto, la estrategia desarrollada aumenta un 10% la vida útil de los sistemas de fondeo de las plataformas, un logro que se traduce en cinco años más de servicio por turbina instalada.
Sensor inteligente y gemelo digital
La creación e implementación conjunta de seis tecnologías innovadoras como resultado del proyecto permite la mejora de los costes de mantenimiento, así como reducir el riesgo tecnológico asociado a la implantación de aerogeneradores en alta mar.
Según los investigadores, con los avances de MooringSense es más fácil controlar la operación de los parques eólicos flotantes. En consecuencia, esta mejor planificación de las intervenciones permitirá optimizar el rendimiento de los aerogeneradores y facilitará un incremento cercano al 3% de la producción anual de energía.
Dentro del trabajo conjunto realizado en este proyecto, el Centro Tecnológico CTC ha desarrollado íntegramente un sensor inteligente para el posicionamiento preciso. Una herramienta basada en la tecnología punta de sistemas de navegación por satélite GNSS, disruptiva en el mercado por la exactitud de su precisión, cuyo margen de error se reduce a 20 centímetros.
El sensor recopila mediciones altamente precisas de actitud, posición y velocidad y permite realizar una evaluación en tiempo real de la situación del activo donde va instalado.
Además, CTC ha trabajado en la definición de un gemelo digital de los sistemas de generación de energía flotante offshore. Como parte de este paquete, ha diseñado un modelo numérico que predice la vida útil remanente de las cadenas de amarre en tiempo real. Esta capacidad permite una reducción más que notable en los costes de monitorización de la vida útil en los sistemas de fondeo, elementos clave para mantener operativas las turbinas eólicas de este tipo.
El uso combinado del gemelo digital para las líneas de fondeo y el sensor inteligente supone una reducción que podría alcanzar hasta el 90% respecto a los costes de las tecnologías actuales, un ahorro cifrado en torno a 500.000 euros por plataforma flotante cada 25 años.
Tecnologías innovadoras
En el marco del proyecto también se ha desarrollado Decision Support Tool, una solución que pretende servir como herramienta de apoyo a la toma de decisiones en el mantenimiento de aerogeneradores flotantes. La herramienta de soporte de decisiones, desarrollada por TNO, integra las características de monitoreo de la salud estructural y la vida restante, usándolas para estimar la salud actual de los componentes y predecir el momento de fallas futuras. Una vez que se recopila toda la información, la herramienta evalúa las implicaciones de los costos operativos mediante la ejecución de una secuencia cronológica de optimizaciones, lo que lleva a un plan general a largo plazo.
Por su parte, Structural Health Monitoring (SHM) se basa en una técnica disruptiva que ha sido desarrollada y validada con datos simulados y de prueba por Ikerlan. El sistema permite a los ingenieros evaluar el estado actual de salud de cualquier sistema estructural mediante la observación periódica de diversas variables cinéticas. Mantiene una caracterización y seguimiento continuo del comportamiento estructural con el objetivo de determinar en tiempo real el estado de salud de los aerogeneradores marinos. Esta nueva tecnología permite ahorrar costes, ya que no es necesario enviar personal a la estructura para realizar inspecciones periódicas, y además permite anticiparse a posibles problemas antes de que sea demasiado tarde.
Además, se ha definido una estrategia de gestión más eficiente de los sistemas de amarre, y estrategias y algoritmos de control con el objetivo de optimizar la operación.
Desde el proyecto MooringSense destacan que invertir en estas innovaciones permite al sector avanzar hacia un escenario de costes controlados basados en riesgos reales y hacia una reducción notable de los gastos de la energía eólica marina flotante.