Características de la eólica marina

Como hemos visto en anteriores artículos, la eólica es la transformación de la energía cinética del viento en electricidad a través del uso de aerogeneradores. Es, por lo tanto, una fuente inagotable y renovable que está disponible en prácticamente todo el mundo, dado que el recurso eólico se encuentra por toda la superficie terrestre. Sobre ella, se instalan máquinas de hasta más de 100 metros de altura capaces de aprovechar la fuerza del viento. Una fuerza que es aún mayor en alta mar, y donde la eólica también es capaz de producir electricidad. Ambos tipos, la eólica terrestre u onshore, y la eólica marina u offshore, están llamadas a continuar siendo grandes protagonistas de la transición energética en todo el planeta. En este artículo vamos a conocer las principales características de la eólica marina.

Principios de la energía eólica 

Casi con total seguridad podemos afirmar que, de todas las energías renovables, incluida la fotovoltaica, la energía eólica es la tecnología limpia más madura y desarrollada. Como hemos explicado en anteriores entradas de nuestro blog, una fuente renovable es aquella que procede de un recurso limpio e inagotable, como el viento, y cuyo uso para producir electricidad no emite gases de efecto invernadero y preserva el medioambiente.

La eólica creció en todo el mundo en 2021 hasta alcanzar los 837 GW de potencia instalada según datos del Global Wind Energy Council (GWEC), y ayudando al planeta a evitar la emisión de más de 1.200 millones de toneladas de CO2 al año. 2021, a falta de datos oficiales de 2022, fue el segundo mejor año de la historia para la industria eólica mundial con 93,6 GW de nueva capacidad instalada. China, Estados Unidos, Alemania, India y España son los primeros productores mundiales.

Respecto a nuestro país, el último informe de la AEE (Asociación Empresarial Eólica), destaca que la eólica representa ya el 25,1% de la potencia instalada a nivel nacional, con un total de 30.134 MW que han permitido que el precio medio de la electricidad se reduzca considerablemente. La energía del viento es ya la tecnología con más capacidad instalada en España, liderando el mix energético.

¿Qué es un aerogenerador? 

El aprovechamiento del viento para obtener electricidad comienza en las palas de un aerogenerador. En ellas, la fuerza del viento impacta y logra que, gracias a su aerodinámica, los álabes de la turbina comiencen a rotar a velocidad de entre 14 y 18 vueltas por minuto. Dado que esta velocidad de giro no es suficiente para producir electricidad en un motor eléctrico, el eje de rotación al que van unidas las palas (eje principal) transmite esta velocidad a un eje secundario multiplicándola por miles, gracias a un conjunto de engranajes que se denominan multiplicadora.

Con esta velocidad de rotación y por efecto del magnetismo, esa energía mecánica se transforma en corriente alterna. Una vez que el generador alcanza una velocidad con la que puede producir electricidad se conecta a la red eléctrica.

¿Qué diferencias tiene la eólica offshore? 

Instalar aerogeneradores en alta mar conlleva numerosas ventajas frente a la tecnología en tierra.

En primer lugar, el recurso eólico en el mar es superior, es decir, las altas velocidades son más frecuentes y constantes, algo básico para poder producir más electricidad. Además, dado que el mar es una superficie prácticamente lisa, el viento incide en los aerogeneradores sin perturbaciones, lo que facilita el movimiento de las palas.

Este motivo es el que hace que la industria haya desarrollado aerogeneradores cada vez mayores, con el propósito de aprovechar al máximo el recurso disponible. Por eso, a día de hoy, podemos encontrar turbinas en alta mar con alturas de casi 250 metros, más altos que muchos de los edificios actuales.

En tierra, las limitaciones asociadas a la orografía y al transporte hacen que el tamaño de las máquinas se haya estandarizado, con potencias unitarias de 5 MW aproximadamente. Esos 5 MW quedan en la mitad, como mínimo, de la potencia que un aerogenerador marino puede desarrollar, que alcanza valores de hasta 15 MW.

El desafío de anclarlos en alta mar 

No obstante, la eólica marina u offshore no está exenta de retos. A parte de los altos costes, sobre todo del transporte de los equipos, y la necesidad de desarrollar grandes infraestructuras eléctricas para llevar la electricidad a la red más cercana, las cimentaciones suponen un gran desafío para esta energía renovable.

Podemos diferenciar dos tipos de anclajes, las estructuras fijas o cimentaciones en el lecho marino, y los soportes flotantes.

Cimentaciones fijas

Anclar los aerogeneradores al lecho marino se realiza mediante estructuras metálicas y de elementos lo más resistentes posibles a la corrosión del mar.

Se clasifican según la cimentación que se utilice, pudiendo ser monopilote, un cilindro de acero que sujeta la torre desde el lecho marino; una plataforma de hormigón o de acero; y jackets o trípodes, estructuras con 3 ó 4 puntos de anclaje.

Hasta la fecha, la mayoría de los proyectos eólicos en mar se han construido con cimentaciones fijas, estando aún los soportes flotantes siendo fruto de investigaciones y proyectos piloto en muchas regiones.

Soportes flotantes

Estas estructuras flotan sobre el mar, lo que reduce tanto el coste como el impacto ambiental sobre el lecho marino, abriendo la oportunidad a emplazamientos con mucha más profundidad y alejados de la costa. A pesar de esta nueva ventana, los costes del tendido eléctrico se multiplican cada kilómetro que un proyecto se adentra en alta mar.

No obstante, los soportes flotantes permiten apostar por aerogeneradores grandes en extensas áreas marinas, donde el potencial del viento es mayor.

Las estructuras flotantes más conocidas son las monopilar flotante o “spar”, la plataforma semisumergible y la plataforma de apoyo en tensión (TLP). Se adjunta un esquema para diferenciar los tipos:

 El menor impacto ambiental de esta tecnología es muy importante para el futuro del sector. Las plataformas flotantes minimizan los impactos negativos en lechos marinos siendo una actividad menos invasiva. Además, por su propia ubicación mar adentro, el impacto visual y acústico es menor.

La eólica marina en España 

La eólica offshore es una tecnología clave para la transición energética de la UE, siendo los países del norte como Reino Unido, Dinamarca y Alemania los pioneros en este tipo de proyectos. En los próximos años, se espera que la tecnología crezca desde los 12 GW actuales hasta los 60 GW en 2030, según la “Estrategia UE sobre las Energías Renovables Marinas” de la Comisión Europea.

Por la elevada profundidad de las aguas en España para proyectos con cimentación fija, inviable a partir de 50 metros de profundidad, nuestro país aún no cuenta con parques eólicos offshore a nivel comercial.

Pero se espera que todo esto cambie en los próximos tiempos. El Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico (MITECO) publicó en diciembre de 2021 la Hoja de Ruta para el Desarrollo de la Eólica Marina y de las Energías del Mar en España, con 23 líneas de actuación para convertir al país en una gran referencia europea para el desarrollo tecnológico y de I+D en las distintas tecnologías, y reforzar la potente cadena de valor de la industria nacional, ya con categoría de líder global.

La Hoja de Ruta no sólo determina objetivos para su implementación, también estima otros conceptos asociados a la tecnología muy importantes como las necesidades de inversión en materia portuaria, valorada en cerca de 500 a 1.000 millones de euros.

Con este nuevo marco regulatorio para la actividad, claro y previsible, España podrá movilizar millones de euros en inversiones para una tecnología que, de cara a 2030, debe tener mucho más protagonismo en nuestro mix energético.