BIMEP, enerxía das ondas en Euskadi

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

• Teknologia
• Energia berriztagarriak

Nos últimos anos temos un novo termo de enerxías renovables, a enerxía das ondas. Como o seu propio nome indica, trátase da obtención de enerxía das ondas mariñas paira a súa posterior transformación en enerxía eléctrica e o seu posterior traslado á rede eléctrica.

A tecnoloxía de enerxía das ondas é un recurso renovable moi poderoso e estímase que hai 3 TW dispoñibles no mundo. Ademais, na medida en que é enerxía renovable, é moi respectuosa co medio ambiente.

A costa do País Vasco conta cunha enerxía potencial media-alta que permite o seu aproveitamento. Por iso, é un dos poucos territorios do mundo que é capaz de explotar este recurso enerxético.

En xullo de 2011, da man do Ente Vasco da Enerxía (EVE) e do Goberno Vasco, cun investimento de 2,3 millóns de euros, inaugurouse en Mutriku una planta piloto de xeración de enerxía a través da ondada. Trátase da primeira planta de Europa que actúa de forma comercial e integra toda a enerxía que xera na rede eléctrica. Durante o período de funcionamento, xerou 400.000 kWh ao ano, o que equivale ao consumo de 400 persoas. A planta de Mutriku ten una capacidade de 296 kW grazas a 16 turbinas de 18,5 kW. Utiliza a tecnoloxía denominada OWC (Oscillating Water Column), que funciona como: cando chega a onda entra na cámara de aire, comprime o aire que hai nela e dirixe este aire cara á turbina. The air flow fai virar a turbina de aire, que á súa vez acciona o xerador eléctrico xerando enerxía. Doutra banda, cando se separa a onda, o fluxo de aire da cámara desvíase cara ao lado oposto, é dicir, o aire da cámara expándese, afecta á turbina e produce enerxía ao realizar o paso do fluxo de aire da turbina á cámara.

BIMEP: Biscay Marine Energy Platform

Ademais da planta de Mutriku, o EVE puxo en marcha outro proxecto relacionado coa enerxía das ondas: BIMEP (Biscay Marine Energy Platform).

O proxecto BIMEP, cun investimento de 20 millóns de euros, contou coa participación do EVE e do IDAE (Instituto da diversificación e aforro de enerxía) do 80% e do 20%, respectivamente. Vexamos, por tanto, que é BIMEP.

O BIMEP é o segundo proxecto máis importante dirixido a fomentar a enerxía das ondas no País Vasco. Grazas a esta construción, Euskadi está a converterse nun referente mundial en materia de enerxía das ondas.

A planta BIMEP, situada en alta mar, é un espazo acondicionado paira demostrar e demostrar a viabilidade técnica e económica dos convertidores de enerxía mariña. Ao mesmo tempo, será una ferramenta útil paira demostrar a seguridade dos convertidores antes de saltar á fase de comercialización. Os convertidores, una vez realizados os ensaios de BIMEP e demostrada a súa viabilidade (a través dos datos obtidos), terán un grao de madurez suficiente paira tomar a decisión da súa fabricación e comercialización en serie (estímase un prazo de 20 anos paira dispor de convertidores comerciais de ondas). É a primeira planta destas características no Estado español e a terceira en Europa.

Características mariñas máis adecuadas

A enerxía potencial das ondas na costa vasca atópase entre as de maior tamaño (21 kW/m) a nivel mundial. En España existen diferenzas de maior potencial enerxético, como a costa galega, que ten una enerxía potencial de 55 kW/m. Con todo, os convertidores de ondas aínda non son tecnoloxías maduras, e un potencial enerxético de 55 kW/m indica que se terán que enfrontar a condicións mariñas máis duras e agresivas. Por tanto, son condicións excesivamente violentas paira tentar prototipos de convertidores de ondas de baixo nivel de madurez. Ademais, tendo en conta que o obxectivo dos prototipos é ensaio e proba, non son as localizacións máis adecuadas. Á súa vez, existen áreas con menor potencial enerxético como a costa mediterránea (8 kW/m). Con todo, nestes lugares as probas e/ou ensaios non son moi prácticos xa que o potencial enerxético é moi baixo. En consecuencia, a costa vasca é un lugar idóneo paira o estudo da enerxía mariña.

A área da plataforma BIMEP non terá navegación. A área de ensaio atópase a 1,7 km de Armintza no seu punto máis próximo, en alta mar, nunha zona de 50-90 m de profundidade. A superficie da zona está delimitada por sete balizas de 5,3 km2. Ademais, existe outra zona marítima próxima que se poderá utilizar no futuro paira aumentar a superficie.

Os convertidores que se instalarán na plataforma BIMEP terán una duración limitada duns meses. A súa instalación non será definitiva, xa que non se trata de producir enerxía eléctrica senón de demostrar a viabilidade destas novas tecnoloxías antes do proceso de comercialización. Normalmente os convertidores estarán ancorados durante os meses de verán e no inverno poderán retirarse da zona de ensaio se o usuario deséxao paira evitar condicións climáticas adversas.

A cantidade de enerxía xerada durante a ancoraxe dos bateadores será moi variable. De feito, instalaranse moitos tipos de convertidores de ondas de diferentes potencias que, como se mencionou anteriormente, irán cambiando paira probar outros novos. Non hai que esquecer que os convertidores que se instalarán serán prototipos e dependendo da madurez tecnolóxica do prototipo serán dunha ou outra capacidade. Xunto a iso, habería que aclarar que, a diferenza do que ocorre coa enerxía eólica e a solar, resulta moi difícil determinar o prezo (kWh) da electricidade xerada na actualidade pola enerxía das ondas. Os convertidores, ao ser prototipos e raros, teñen un custo de varios millóns de euros. Algúns dos accesorios utilizados nos mesmos non se poden atopar no mercado e, ademais, aínda non se sabe o mantemento e custo que van supor. Por tanto, BIMEP xoga un papel moi importante na viabilidade das tecnoloxías de ondas. É máis, no BIMEP non só se valorarán as tecnoloxías de enerxía das ondas (aínda que estas sexan as primeiras metas), senón tamén outras tecnoloxías de enerxía mariña. Neste sentido, en decembro de 2013 recibiuse no BIMEP o aeroxerador mariño do proxecto HiPRWind. O obxectivo é investigar, traballar e achegar novas solucións ás plataformas flotantes de cimentación de aeroxeradores mariños de gran potencia paira xerar novos proxectos no mar. O xerador ten una potencia de 1,5 MW e una altura de 60 m e un diámetro de 77 m. É o primeiro proxecto destas características en España.

Una vez coñecido exactamente que é BIMEP, nos seguintes apartados coñeceremos a infraestrutura e equipamento do BIMEP.

Infraestruturas marítimas

Paira levar a enerxía xerada polos convertidores á subestación terrestre utilizaranse 4 cables submarinos de potencia. Cada cable ten una capacidade de traballo de 5 MW de potencia polo que o BIMEP ten una capacidade total de 20 MW. Así mesmo, existen diversas aboias oceanográficas que permiten coñecer o estado atmosférico e as características das súas ondas.

En cada zona de ancoraxe, que consta de catro zonas, figura 1, disponse de sistemas de conexión eléctrica a 13,2 kV e 5 MW. En cada zona de ancoraxe poderanse conectar varios convertidores mediante multiconectores. O cable que leva conectado cada un dos convertidores chámase cable de prata e desde alí transportarase a enerxía xerada. Paira facer chegar esta enerxía á costa, o cable de prata conectarase co cable estático submarino mediante un conector eléctrico. A figura 2 mostra paso a paso como se transmite a enerxía do conversor á rede eléctrica.

Infraestruturas costeiras

Tal e como se observa na figura 2, na costa hai un punto de entrada, é dicir, o punto no que o cable submarino pasa ao cable do chan (arqueta). Por outra banda, a subestación eléctrica dispón de dous transformadores de 13,2/132 kV e 20 MW, así como das proteccións e controis eléctricos necesarios. A liña eléctrica da costa á subestación está formada por catro cables de 13,2 kV e 5 MW. O transporte da subestación á rede eléctrica realízase mediante un único cable de 132 kV e 20 MW.

No centro de investigación costeiro recolleranse os datos obtidos tanto dos cables como dos convertidores, para que os investigadores locais poidan analizalos e comprobar a viabilidade dos convertidores.

Ancoraxe de convertidores de ondas

Tamén hai que ter en conta como levan e fixan os convertidores na área de ensaio. Un barco remolcará o convertidor á zona de ancoraxe paira a súa ancoraxe mediante ancoraxes de formigón ou técnicas de cadeas e ancoraxes. O extremo do cable da caixa de conexión salgue á superficie, onde xa ten conectado o punto de interconexión ou o conector eléctrico. Una vez aflorado, conéctase a bordo do barco co cable umbilical do conversor. Una vez comprobado que a conexión é correcta, mergúllase todo o sistema de conexión. Si é así, o conversor está listo paira ser inserido na rede eléctrica.

Conclusións

Grazas á instalación de Mutriku e ao BIMEP, o País Vasco está a converterse nun referente mundial no campo da enerxía das ondas, grazas aos intentos de demostración de ambas as tecnoloxías. Estas tecnoloxías de BIMEP poderán ser probadas, melloradas e desenvolvidas e espérase comercializar co tempo. Paira poder dar este paso é imprescindible que investigadores e científicos que traballan ao redor desta tecnoloxía poidan probar e verificar as súas ferramentas. Neste sentido, a infraestrutura BIMEP é imprescindible para que o propio BIMEP e Euskadi sexan coñecidos en todo o mundo.

Bibliografía

Agradecementos

Este traballo traballouse no marco da UFI11/16 da UPV/EHU en colaboración co Goberno Vasco (PRE_2013_2_425). Grazas tamén ao EVE pola súa colaboración na elaboración da información e polas súas imaxes.