BIMEP, energía de las olas en Euskadi

2014/12/01 López Ropero, Iraide - Teknologia Elektronikoa Departamentua EHUren Bilboko Ingeniaritza Eskola Iturria: Elhuyar aldizkaria

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En los últimos años tenemos un nuevo término de energías renovables, la energía de las olas. Como su propio nombre indica, se trata de la obtención de energía de las olas marinas para su posterior transformación en energía eléctrica y su posterior traslado a la red eléctrica.

La tecnología de energía de las olas es un recurso renovable muy poderoso y se estima que hay 3 TW disponibles en el mundo. Además, en la medida en que es energía renovable, es muy respetuosa con el medio ambiente.

La costa del País Vasco cuenta con una energía potencial media-alta que permite su aprovechamiento. Por ello, es uno de los pocos territorios del mundo que es capaz de explotar este recurso energético.

En julio de 2011, de la mano del Ente Vasco de la Energía (EVE) y del Gobierno Vasco, con una inversión de 2,3 millones de euros, se inauguró en Mutriku una planta piloto de generación de energía a través del oleaje. Se trata de la primera planta de Europa que actúa de forma comercial e integra toda la energía que genera en la red eléctrica. Durante el periodo de funcionamiento, ha generado 400.000 kWh al año, lo que equivale al consumo de 400 personas. La planta de Mutriku tiene una capacidad de 296 kW gracias a 16 turbinas de 18,5 kW. Utiliza la tecnología denominada OWC (Oscillating Water Column), que funciona como: cuando llega la ola entra en la cámara de aire, comprime el aire que hay en ella y dirige este aire hacia la turbina. The air flow hace girar la turbina de aire, que a su vez acciona el generador eléctrico generando energía. Por otro lado, cuando se separa la ola, el flujo de aire de la cámara se desvía hacia el lado opuesto, es decir, el aire de la cámara se expande, afecta a la turbina y produce energía al realizar el paso del flujo de aire de la turbina a la cámara.

BIMEP: Biscay Marine Energy Platform

Además de la planta de Mutriku, el EVE ha puesto en marcha otro proyecto relacionado con la energía de las olas: BIMEP (Biscay Marine Energy Platform).

El proyecto BIMEP, con una inversión de 20 millones de euros, ha contado con la participación del EVE y del IDAE (Instituto de la diversificación y ahorro de energía) del 80% y del 20%, respectivamente. Veamos, por tanto, qué es BIMEP.

El BIMEP es el segundo proyecto más importante dirigido a fomentar la energía de las olas en el País Vasco. Gracias a esta construcción, Euskadi se está convirtiendo en un referente mundial en materia de energía de las olas.

La planta BIMEP, situada en alta mar, es un espacio acondicionado para demostrar y demostrar la viabilidad técnica y económica de los convertidores de energía marina. Al mismo tiempo, será una herramienta útil para demostrar la seguridad de los convertidores antes de saltar a la fase de comercialización. Los convertidores, una vez realizados los ensayos de BIMEP y demostrada su viabilidad (a través de los datos obtenidos), tendrán un grado de madurez suficiente para tomar la decisión de su fabricación y comercialización en serie (se estima un plazo de 20 años para disponer de convertidores comerciales de olas). Es la primera planta de estas características en el Estado español y la tercera en Europa.

Características marinas más adecuadas

La energía potencial de las olas en la costa vasca se encuentra entre las de mayor tamaño (21 kW/m) a nivel mundial. En España existen diferencias de mayor potencial energético, como la costa gallega, que tiene una energía potencial de 55 kW/m. Sin embargo, los convertidores de olas todavía no son tecnologías maduras, y un potencial energético de 55 kW/m indica que se tendrán que enfrentar a condiciones marinas más duras y agresivas. Por tanto, son condiciones excesivamente violentas para intentar prototipos de convertidores de olas de bajo nivel de madurez. Además, teniendo en cuenta que el objetivo de los prototipos es ensayo y prueba, no son las ubicaciones más adecuadas. A su vez, existen áreas con menor potencial energético como la costa mediterránea (8 kW/m). Sin embargo, en estos lugares las pruebas y/o ensayos no son muy prácticos ya que el potencial energético es muy bajo. En consecuencia, la costa vasca es un lugar idóneo para el estudio de la energía marina.

El área de la plataforma BIMEP no tendrá navegación. El área de ensayo se encuentra a 1,7 km de Armintza en su punto más cercano, en alta mar, en una zona de 50-90 m de profundidad. La superficie de la zona está delimitada por siete balizas de 5,3 km2. Además, existe otra zona marítima próxima que se podrá utilizar en el futuro para aumentar la superficie.

Los convertidores que se instalarán en la plataforma BIMEP tendrán una duración limitada de unos meses. Su instalación no será definitiva, ya que no se trata de producir energía eléctrica sino de demostrar la viabilidad de estas nuevas tecnologías antes del proceso de comercialización. Normalmente los convertidores estarán anclados durante los meses de verano y en invierno podrán retirarse de la zona de ensayo si el usuario lo desea para evitar condiciones climáticas adversas.

La cantidad de energía generada durante el anclaje de los bateadores será muy variable. De hecho, se instalarán muchos tipos de convertidores de olas de diferentes potencias que, como se ha mencionado anteriormente, irán cambiando para probar otros nuevos. No hay que olvidar que los convertidores que se instalarán serán prototipos y dependiendo de la madurez tecnológica del prototipo serán de una u otra capacidad. Junto a ello, habría que aclarar que, a diferencia de lo que ocurre con la energía eólica y la solar, resulta muy difícil determinar el precio (kWh) de la electricidad generada en la actualidad por la energía de las olas. Los convertidores, al ser prototipos y raros, tienen un coste de varios millones de euros. Algunos de los accesorios utilizados en los mismos no se pueden encontrar en el mercado y, además, todavía no se sabe el mantenimiento y coste que van a suponer. Por tanto, BIMEP juega un papel muy importante en la viabilidad de las tecnologías de olas. Es más, en el BIMEP no sólo se valorarán las tecnologías de energía de las olas (aunque éstas sean las primeras metas), sino también otras tecnologías de energía marina. En este sentido, en diciembre de 2013 se recibió en el BIMEP el aerogenerador marino del proyecto HiPRWind. El objetivo es investigar, trabajar y aportar nuevas soluciones a las plataformas flotantes de cimentación de aerogeneradores marinos de gran potencia para generar nuevos proyectos en el mar. El generador tiene una potencia de 1,5 MW y una altura de 60 m y un diámetro de 77 m. Es el primer proyecto de estas características en España.

Una vez conocido exactamente qué es BIMEP, en los siguientes apartados conoceremos la infraestructura y equipamiento del BIMEP.

Infraestructuras marítimas

Para llevar la energía generada por los convertidores a la subestación terrestre se utilizarán 4 cables submarinos de potencia. Cada cable tiene una capacidad de trabajo de 5 MW de potencia por lo que el BIMEP tiene una capacidad total de 20 MW. Asimismo, existen diversas boyas oceanográficas que permiten conocer el estado atmosférico y las características de sus olas.

En cada zona de anclaje, que consta de cuatro zonas, figura 1, se dispone de sistemas de conexión eléctrica a 13,2 kV y 5 MW. En cada zona de anclaje se podrán conectar varios convertidores mediante multiconectores. El cable que lleva conectado cada uno de los convertidores se llama cable de plata y desde allí se transportará la energía generada. Para hacer llegar esta energía a la costa, el cable de plata se conectará con el cable estático submarino mediante un conector eléctrico. La figura 2 muestra paso a paso cómo se transmite la energía del conversor a la red eléctrica.

Infraestructuras costeras

Tal y como se observa en la figura 2, en la costa hay un punto de entrada, es decir, el punto en el que el cable submarino pasa al cable del suelo (arqueta). Por otra parte, la subestación eléctrica dispone de dos transformadores de 13,2/132 kV y 20 MW, así como de las protecciones y controles eléctricos necesarios. La línea eléctrica de la costa a la subestación está formada por cuatro cables de 13,2 kV y 5 MW. El transporte de la subestación a la red eléctrica se realiza mediante un único cable de 132 kV y 20 MW.

En el centro de investigación costero se recogerán los datos obtenidos tanto de los cables como de los convertidores, para que los investigadores locales puedan analizarlos y comprobar la viabilidad de los convertidores.

Anclaje de convertidores de olas

También hay que tener en cuenta cómo se llevan y fijan los convertidores en el área de ensayo. Un barco remolcará el convertidor a la zona de anclaje para su anclaje mediante anclajes de hormigón o técnicas de cadenas y anclajes. El extremo del cable de la caja de conexión sale a la superficie, donde ya tiene conectado el punto de interconexión o el conector eléctrico. Una vez aflorado, se conecta a bordo del barco con el cable umbilical del conversor. Una vez comprobado que la conexión es correcta, se sumerge todo el sistema de conexión. Si es así, el conversor está listo para ser insertado en la red eléctrica.

Conclusiones

Gracias a la instalación de Mutriku y al BIMEP, el País Vasco se está convirtiendo en un referente mundial en el campo de la energía de las olas, gracias a los intentos de demostración de ambas tecnologías. Estas tecnologías de BIMEP podrán ser probadas, mejoradas y desarrolladas y se espera comercializar con el tiempo. Para poder dar este paso es imprescindible que investigadores y científicos que trabajan en torno a esta tecnología puedan probar y verificar sus herramientas. En este sentido, la infraestructura BIMEP es imprescindible para que el propio BIMEP y Euskadi sean conocidos en todo el mundo.

Bibliografía

Agradecimientos

Este trabajo se ha trabajado en el marco de la UFI11/16 de la UPV/EHU en colaboración con el Gobierno Vasco (PRE_2013_2_425). Gracias también al EVE por su colaboración en la elaboración de la información y por sus imágenes.