BIMEP, energia de les ones a Euskadi

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

• Teknologia
• Energia berriztagarriak

En els últims anys tenim un nou terme d'energies renovables, l'energia de les ones. Com el seu propi nom indica, es tracta de l'obtenció d'energia de les ones marines per a la seva posterior transformació en energia elèctrica i el seu posterior trasllat a la xarxa elèctrica.

La tecnologia d'energia de les ones és un recurs renovable molt poderós i s'estima que hi ha 3 TW disponibles en el món. A més, en la mesura en què és energia renovable, és molt respectuosa amb el medi ambient.

La costa del País Basc compta amb una energia potencial mitjana-alta que permet el seu aprofitament. Per això, és un dels pocs territoris del món que és capaç d'explotar aquest recurs energètic.

Al juliol de 2011, de la mà de l'Ens Basc de l'Energia (EVE) i del Govern Basc, amb una inversió de 2,3 milions d'euros, es va inaugurar en Mutriku una planta pilot de generació d'energia a través de l'onatge. Es tracta de la primera planta d'Europa que actua de manera comercial i integra tota l'energia que genera en la xarxa elèctrica. Durant el període de funcionament, ha generat 400.000 kWh a l'any, la qual cosa equival al consum de 400 persones. La planta de Mutriku té una capacitat de 296 kW gràcies a 16 turbines de 18,5 kW. Utilitza la tecnologia denominada OWC (Oscillating Water Column), que funciona com: quan arriba l'ona entra en la cambra d'aire, comprimeix l'aire que hi ha en ella i dirigeix aquest aire cap a la turbina. The air flow fa girar la turbina d'aire, que al seu torn acciona el generador elèctric generant energia. D'altra banda, quan se separa l'ona, el flux d'aire de la cambra es desvia cap al costat oposat, és a dir, l'aire de la cambra s'expandeix, afecta a la turbina i produeix energia en realitzar el pas del flux d'aire de la turbina a la cambra.

BIMEP: Biscay Marini Energy Platform

A més de la planta de Mutriku, l'EVE ha posat en marxa un altre projecte relacionat amb l'energia de les ones: BIMEP (Biscay Marini Energy Platform).

El projecte BIMEP, amb una inversió de 20 milions d'euros, ha comptat amb la participació de l'EVE i de l'IDAE (Institut de la diversificació i estalvi d'energia) del 80% i del 20%, respectivament. Vegem, per tant, què és BIMEP.

El BIMEP és el segon projecte més important dirigit a fomentar l'energia de les ones al País Basc. Gràcies a aquesta construcció, Euskadi s'està convertint en un referent mundial en matèria d'energia de les ones.

La planta BIMEP, situada en alta mar, és un espai condicionat per a demostrar i demostrar la viabilitat tècnica i econòmica dels convertidors d'energia marina. Al mateix temps, serà una eina útil per a demostrar la seguretat dels convertidors abans de saltar a la fase de comercialització. Els convertidors, una vegada realitzats els assajos de BIMEP i demostrada la seva viabilitat (a través de les dades obtingudes), tindran un grau de maduresa suficient per a prendre la decisió de la seva fabricació i comercialització en sèrie (s'estima un termini de 20 anys per a disposar de convertidors comercials d'ones). És la primera planta d'aquestes característiques en l'Estat espanyol i la tercera a Europa.

Característiques marines més adequades

L'energia potencial de les ones en la costa basca es troba entre les de major grandària (21 kW/m) a nivell mundial. A Espanya existeixen diferències de major potencial energètic, com la costa gallega, que té una energia potencial de 55 kW/m. No obstant això, els convertidors d'ones encara no són tecnologies madures, i un potencial energètic de 55 kW/m indica que s'hauran d'enfrontar a condicions marines més dures i agressives. Per tant, són condicions excessivament violentes per a intentar prototips de convertidors d'ones de baix nivell de maduresa. A més, tenint en compte que l'objectiu dels prototips és assaig i prova, no són les ubicacions més adequades. Al seu torn, existeixen àrees amb menor potencial energètic com la costa mediterrània (8 kW/m). No obstant això, en aquests llocs les proves i/o assajos no són molt pràctics ja que el potencial energètic és molt baix. En conseqüència, la costa basca és un lloc idoni per a l'estudi de l'energia marina.

L'àrea de la plataforma BIMEP no tindrà navegació. L'àrea d'assaig es troba a 1,7 km d'Armintza al punt més pròxim, en alta mar, en una zona de 50-90 m de profunditat. La superfície de la zona està delimitada per set balises de 5,3 km². A més, existeix una altra zona marítima pròxima que es podrà utilitzar en el futur per a augmentar la superfície.

Els convertidors que s'instal·laran en la plataforma BIMEP tindran una durada limitada d'uns mesos. La seva instal·lació no serà definitiva, ja que no es tracta de produir energia elèctrica sinó de demostrar la viabilitat d'aquestes noves tecnologies abans del procés de comercialització. Normalment els convertidors estaran ancorats durant els mesos d'estiu i a l'hivern podran retirar-se de la zona d'assaig si l'usuari ho desitja per a evitar condicions climàtiques adverses.

La quantitat d'energia generada durant l'ancoratge dels batedors serà molt variable. De fet, s'instal·laran molts tipus de convertidors d'ones de diferents potències que, com s'ha esmentat anteriorment, aniran canviant per a provar altres nous. Cal no oblidar que els convertidors que s'instal·laran seran prototips i depenent de la maduresa tecnològica del prototip seran de l'una o l'altra capacitat. Al costat d'això, caldria aclarir que, a diferència del que ocorre amb l'energia eòlica i la solar, resulta molt difícil determinar el preu (kWh) de l'electricitat generada en l'actualitat per l'energia de les ones. Els convertidors, en ser prototips i estranys, tenen un cost de diversos milions d'euros. Alguns dels accessoris utilitzats en els mateixos no es poden trobar en el mercat i, a més, encara no se sap el manteniment i cost que suposaran. Per tant, BIMEP juga un paper molt important en la viabilitat de les tecnologies d'ones. És més, en el BIMEP no sols es valoraran les tecnologies d'energia de les ones (encara que aquestes siguin les primeres metes), sinó també altres tecnologies d'energia marina. En aquest sentit, al desembre de 2013 es va rebre en el BIMEP l'aerogenerador marí del projecte HiPRWind. L'objectiu és investigar, treballar i aportar noves solucions a les plataformes flotants de fonamentació d'aerogeneradors marins de gran potència per a generar nous projectes en la mar. El generador té una potència de 1,5 MW i una altura de 60 m i un diàmetre de 77 m. És el primer projecte d'aquestes característiques a Espanya.

Una vegada conegut exactament què és BIMEP, en els següents apartats coneixerem la infraestructura i equipament del BIMEP.

Infraestructures marítimes

Per a portar l'energia generada pels convertidors a la subestació terrestre s'utilitzaran 4 cables submarins de potència. Cada cable té una capacitat de treball de 5 MW de potència pel que el BIMEP té una capacitat total de 20 MW. Així mateix, existeixen diverses boies oceanogràfiques que permeten conèixer l'estat atmosfèric i les característiques de les seves ones.

En cada zona d'ancoratge, que consta de quatre zones, figura 1, es disposa de sistemes de connexió elèctrica a 13,2 kV i 5 MW. En cada zona d'ancoratge es podran connectar diversos convertidors mitjançant multiconectores. El cable que porta connectat cadascun dels convertidors es diu cable de plata i des d'allí es transportarà l'energia generada. Per a fer arribar aquesta energia a la costa, el cable de plata es connectarà amb el cable estàtic submarí mitjançant un connector elèctric. La figura 2 mostra pas a pas com es transmet l'energia del convertidor a la xarxa elèctrica.

Infraestructures costaneres

Tal com s'observa en la figura 2, en la costa hi ha un punt d'entrada, és a dir, el punt en el qual el cable submarí passa al cable del sòl (arqueta). D'altra banda, la subestació elèctrica disposa de dos transformadors de 13,2/132 kV i 20 MW, així com de les proteccions i controls elèctrics necessaris. La línia elèctrica de la costa a la subestació està formada per quatre cables de 13,2 kV i 5 MW. El transport de la subestació a la xarxa elèctrica es realitza mitjançant un únic cable de 132 kV i 20 MW.

En el centre de recerca costaner es recolliran les dades obtingudes tant dels cables com dels convertidors, perquè els investigadors locals puguin analitzar-los i comprovar la viabilitat dels convertidors.

Ancoratge de convertidors d'ones

També cal tenir en compte com s'emporten i fixen els convertidors en l'àrea d'assaig. Un vaixell remolcarà el convertidor a la zona d'ancoratge per al seu ancoratge mitjançant ancoratges de formigó o tècniques de cadenes i ancoratges. L'extrem del cable de la caixa de connexió surt a la superfície, on ja té connectat el punt d'interconnexió o el connector elèctric. Una vegada aflorat, es connecta a bord del vaixell amb el cable umbilical del convertidor. Una vegada comprovat que la connexió és correcta, se submergeix tot el sistema de connexió. Si és així, el convertidor està llest per a ser inserit en la xarxa elèctrica.

Conclusions

Gràcies a la instal·lació de Mutriku i al BIMEP, el País Basc s'està convertint en un referent mundial en el camp de l'energia de les ones, gràcies als intents de demostració de totes dues tecnologies. Aquestes tecnologies de BIMEP podran ser provades, millorades i desenvolupades i s'espera comercialitzar amb el temps. Per a poder fer aquest pas és imprescindible que investigadors i científics que treballen entorn d'aquesta tecnologia puguin provar i verificar les seves eines. En aquest sentit, la infraestructura BIMEP és imprescindible perquè el propi BIMEP i Euskadi siguin coneguts a tot el món.

Bibliografia

Agraïments

Aquest treball s'ha treballat en el marc de la UFI11/16 de la UPV/EHU en col·laboració amb el Govern Basc (PRE_2013_2_425). Gràcies també a l'EVE per la seva col·laboració en l'elaboració de la informació i per les seves imatges.