Energia eòlica marina

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca

L'energia eòlica marina és, de la mateixa manera que l'eòlica terrestre, una aplicació de la força produïda pel vent. La diferència respecte a l'obtinguda a la terra radica en què els aerogeneradors s'ubiquen mar endins.

El seu cost d'instal·lació és molt superior al de les zones terrestres, però també la seva vida útil és major. A més a més, els costos de les cimentacions i ancoratges han disminuït de forma espectacular als últims anys, amb el que el preu del mega watt (MW) de potència s'està igualant a altres energies renovables.

Parc eòlic marí prop de Copenhaguen

El país on es va iniciar l'energia eòlica marina va ser a Dinamarca. Als seus mars es troben En l'actualitat els majors parcs d'aerogeneradors.

Aquesta mena d'obtenció d'energia compta a més amb el beneplàcit d'organitzacions ecologistes com Greenpeace, ja que consideren molt important el seu caràcter renovable i la seva mínima incidència a l'ecosistema.

A més a més, l'energia eòlica marina té, segons els experts, un prometedor futur, sobretot a països amb una alta densitat de població que redueix les possibilitats de trobar un lloc apropiat a terra. En l'actualitat els parcs offshore, se situen en aigües poc profundes, allunyats de les rutes marines comercials, dels emplaçaments militars i dels espais d'interès natural. La distància a la costa ha de ser de com a mínim de 2 quilòmetres per tal d'aprofitar millor el vent.[1]

Avantatges de l'energia eòlica marina[modifica | modifica el codi]

  • És una de les fonts més econòmiques, pot competir en rendibilitat amb altres fonts energètiques tradicionals con les centrals tèrmiques de carbó, les centrals de combustibles i fins i tot amb les centrals nuclears, si es consideren els costos de reparar els danys mediambientals.
  • El generar energia elèctrica sense que existeixi un procés de combustió o una etapa de transformació tèrmica suposa, des del punt de vista mediambiental, un procediment molt favorable per ser net, sense problemes de contaminació, etc.
  • Se suprimeixen radicalment els impactes originats pels combustibles durant la seva extracció, transformació, transport i combustió, el que beneficia a l'atmosfera, al sòl, a l'aigua, a la fauna, a la vegetació, etc.
  • L'energia eòlica evita la contaminació que comporta el transport dels combustibles, redueix l'intens tràfic marítim i terrestre proper a les centrals i, suprimeix els riscos d'accidents durant els transports.
  • Al mar, el vent es troba amb una superfície de rugositat variable, les onades, i sense obstacles com illes, illots, etc., el que implica que la velocitat del vent no experimenta grans canvis. Així doncs, poden instal·lar-se torres més baixes que a la superfície terrestre. A més a més, el vent és, generalment, menys turbulent que a la terra, amb el que s'amplia el període de treball útil d'un aerogenerador.[2]

Desavantatges de l'energia eòlica marina[modifica | modifica el codi]

  • El vent al ser un fluid de baix pes específic, implica fabricar màquines grans i en conseqüència cares. L'alçada ha de ser de més de 30 metres.
  • Des del punt de vista estètic, l'energia eòlica marina produeix un impacte visual inevitable.
  • Dificultat de transport i manteniment de les instal·lacions
  • Alt nivell de corrosió per culpa del medi salí
  • El "know-how" o coneixement tecnològic per al desenvolupament a gran escala d'aquesta forma d'energia. Deuen superar-se reptes tecnològics específics com la construcció de cimentacions en aigües més profundes.
  • Però un dels desavantatges més important és la gran inversió inicial que cal fer.

Generadors eòlics marins[modifica | modifica el codi]

La maquinària utilitzada en els generadors marins és la mateixa que pels generadors clàssics. L'única diferència significativa que existeix és la mida de les turbines, ja que per una instal·lació marina la cimentació i el cablejat és molt car per tant és més rendible instal·lar turbines de grans potències.

Les parts que formen el generador eòlic són:

Aerogenerador eòlic
  • Rotor
  • Caixa d'engranatges
  • Generadors elèctrics
  • Sistemes de regulació de potència i velocitat
  • Sistemes d'orientació
  • Sistemes de connexió a xarxa
  • Sistemes de seguretat
  • Controladors electrònics locals
  • Elements d'acoblament mecànic
  • Xassís principal
  • Torres

Les peces han de reforçar la resistència mecànica a causa de l'ambient corrosiu marí.

Com ja s'ha esmentat, la dificultat dels aerogeneradors resta en la cimentació i el cablejat submarins, ja que requereixen de tècniques elaborades i força cares fins al moment. Aquest generadors de grans potències comencen a ser rendibles a profunditats d'uns 15 m.

Economia[modifica | modifica el codi]

Millora econòmica de l'energia eòlica marina[modifica | modifica el codi]

La principal raó per la qual l'energia eòlica marina resulta econòmica és que els costos de les cimentacions han minvat de manera espectacular. La inversió total que s'estima necessària per instal·lar 1 MW d'energia eòlica marina a Dinamarca és avui dia de al voltant d'1,6 milions d'euros.

No obstant això, donat que hi ha molt més vent a la mar que no pas a terra, s'arriba a un cost mitjà d'electricitat d'uns 0,048 /kWh (taxa de descompte real del 5%, 20 anys de vida de projecte i 0,01 /kWh de costos d'operació i manteniment).

Justificació d'una vida de projecte més llarga[modifica | modifica el codi]

Sembla que les turbines en el mar tindran una vida tècnica més llarga, a causa del fet que la turbulència és més baixa. Si es considera un vida de projecte de 25 anys en lloc de 20, els costos es redueixen en un 9%, fins al voltant de 0,044 /kWh. La sensibilitat dels costos a la vida de projecte ve representada al gràfic següent, que ha estat feta utilitzant el programa de càlcul de l'Associació Danesa de la indústria eòlica. Les companyies d'energia daneses semblen estar optimitzant els projectes amb vista a obtenir una vida de projecte de 50 anys.

Això pot veure's en el fet que planifiquen tenir una vida de projecte de 50 anys a les cimentacions, a les torres, a l'embolcall de la góndola i als eixos principals de les turbines.

Si es considera que les turbines tenen una vida de projecte de 50 anys i s'afegeix una revisió general (recondicionament) als 25 anys, que costi al voltant del 25% de la inversió inicial (aquesta xifra és un exemple purament numèric), s'obtindrà un cost de l'electricitat de 0,038 /kWh, similar al de les localitzacions terrestres a Dinamarca.

Costos d'operació i manteniment[modifica | modifica el codi]

La majoria de costos de manteniment són una quantitat anual fixa per al manteniment regular de les turbines, encara que alguns prefereixen utilitzar en els seus càlculs una quantitat fixa per kWh produït, normalment al voltant de 0,01 /kWh. El raonament sobre el qual es dóna suport a aquest mètode és que el desgast i el trencament en la turbina generalment augmenten amb l'augment de la producció.

Alguns components de l'aerogenerador estan més subjectes que altres al desgast i al trencament. Això és particularment cert per a les pales i per al multiplicador.

Els propietaris d'aerogeneradors que veuen que el final de la vida de disseny de la seva turbina està a prop, poden trobar avantatjós allargar la vida de la turbina fent una revisió general de la turbina, per exemple reemplaçant les pales del rotor. El preu d'un joc nou de pales, un multiplicador o un generador sol ser de l'ordre de magnitud del 15-20% del preu de la turbina.[3]

El medi ambient[modifica | modifica el codi]

Turbines i paisatge[modifica | modifica el codi]

Els aerogeneradors són sempre elements altament visibles als paisatges. Aquests se solen disposar a lo llarg de formes geomètriques simples; a lo llarg d'una línia recta és una bona solució. La pintura gris fa que es confonguin realment bé amb el paisatge.

La mida de l'aerogenerador també condiciona el paisatge, ja que turbines més altes giren a menor velocitat i no contaminen tant el paisatge com ho fan les turbines petites de gran velocitat de gir.

Nombrosos estudis sobre la percepció dels aerogeneradors en el paisatge, revelen que la gent que conviu amb aquests està més a favor que les persones de ciutat.

Balisament[modifica | modifica el codi]

Turbina amb les pales balissades

La mida dels rotors dels aerogeneradors en l'actualitat ha crescut de forma considerable, com ha conseqüència els que excedeixen d'una altura de 100 m exigeixen balisament.

Les autoritats daneses són les que primer es van trobar amb aquest problema degut a la construcció de dos grans parcs d'aerogeneradors d'altures superiors a 100m, els enginyers van arribar a una solució que fos pràctica i agradable a la vista. Aquest resultat s'aconsegueix gràcies a una visualització en 3D mitjançant uns softwares que tenen en compte el diferents tipus de parcs, intensitats lumíniques i colors. D'aquesta manera sempre seran visibles sota les diverses condicions climatològiques.

So en turbines[modifica | modifica el codi]

El so és un problema secundari, ja que els nivells de contaminació sonora en aerogeneradors tendeixen a agrupar-se entorn dels mateixos valors gràcies a les millores significatives com el disseny de puntes de pala més silencioses.

Els aerogeneradors sempre estan instal·lats a més de 7 diàmetres de rotor d'alguna construcció habitada els sorolls no són significatius.

La distinció entre el soroll i el so és un fenomen psicològic, no és fàcil elaborar un model senzill, per tant això sembla indicar que la percepció del so d'un aerogenerador per part de les persones està més governada per la seva actitud cap a la font que l'emet que pel so en si mateix.

Aus i aerogeneradors marins[modifica | modifica el codi]

Els aerogeneradors marins no tenen un efecte significatiu en les aus aquàtiques. Es va realitzar un estudi al major parc eòlic marí a Dinamarca. Aquest estudi es va realitzar sobre la població d'aus marines de la zona i de mol·luscos marins. L'estudi va reafirmar que els aerogeneradors no afecten al medi marí.

Investigació i desenvolupament[modifica | modifica el codi]

Dispositius de millora aerodinàmica[modifica | modifica el codi]

Un nombre creixent de tecnologies de la indústria aeronàutica està sent aplicada en el rotor dels aerogeneradors per millorar el seu funcionament, un exemple serien els generadors de remolí que es troben en la superfície de les ales dels avions.

Aquestes aletes creen un lleuger corrent d'aire turbulent en la superfície de les ales. Curiosament la creació d'aquestes turbulències evita que l'avió perdi sustentació. Les pales dels aerogeneradors són propenses a patir pèrdues de sustentació a prop de la base de la pala. Conseqüentment, en algunes de les pales dels aerogeneradors més noves es troben equipades amb generadors de remolí.

Producció i desenvolupament[modifica | modifica el codi]

El país pioner d'aquest tipus de renovable és Dinamarca i es troba al cap de la carrera eòlica marina. Són posseïdors dels parcs eòlics més extensos, no per casualitat, ja que fer ús d'aquest recurs és una alternativa per països relleu poc favorable o amb densitats urbanes molt elevades. El seu primer parc eòlic marítim estava format per onze unitats, i va ser construït al mar Bàltic en 1991.

El parc marítim més gran del món es troba a Horns Rev, a una distància de entre 14 i 20 kilòmetres de la costa danesa del Mar del Nord.[4]

Es preveu un gran desenvolupament de l'energia eòlica marina als pròxims anys.[5]

Referències[modifica | modifica el codi]

Bibliografia[modifica | modifica el codi]

  • García Galludo, Mario; –"Energia eólica". Ed Progensa d.L. Sevilla - 1987
  • Gipe, Paul; - "Energia eólica práctica" - año 2000

Enllaços externs[modifica | modifica el codi]

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Energia eòlica marina Modifica l'enllaç a Wikidata