Energía eólica OFFSHOREAlberto Canovas Canovas Alberto Castellanos Amador Alba Mireia Hidalgo Granero Leonor Marco Oliver Lluis Umbert Medina Índice 1¿Qué es la tecnología offshore? pág. 3 1Tecnología y construcción pág. 4 1Costes pág. 10 1Perspectivas de desarrollo pág. 12 . 9 1Legislación referida a medio ambiente pág. otra ventaja de la instalación de estos parques. haciendo posible el aumento de la potencia generada por un aerogenerador hasta lo técnica y materialmente posible. crea la necesidad de buscar una alternativa a este tipo de parques. países que tengan problemas de suministro energético o simplemente que quieran fomentar la utilización de electricidad proveniente de energías renovables. ya que no es raro ver palas de un aerogenerador de más de 20m. La instalación de estos parques es idónea para países que tengan mucha población. por tanto.¿QUÉ ES LA TECNOLOGÍA OFFSHORE? Las limitaciones de los parques eólicos en tierra a la hora de aumentar la potencia de los aerogeneradores ONSHORE debido sobre todo al aumento de tamaño que conllevaría. en tanto que la producción de electricidad a lo largo del año es un 20% mayor en los citados parques que en la tierra. es que las pérdidas de energía por lejanía desde el lugar donde se produce hasta éstas zonas se reduciría. la velocidad del viento es mayor. Las zonas costeras son las más habitadas por la población. . Los parques eólicos offshore tienen la ventaja de que al encontrarse en el mar. el viento no sufre apantallamiento con ningún obstáculo ni rugosidad puesto que la superficie es prácticamente lisa y como consecuencia. La tecnología offshore acaba con este inconveniente. y estas deben ser transportadas por tierra. lo que supone un problema logístico importante. El principal inconveniente es el transporte de los elementos que forman un parque eólico. -Instalación y cimentación: Este es el mayor desafío al que se ven enfrentadas este tipo de instalaciones. Es el elemento más decisivo a la hora de buscar un emplazamiento y de realizar un presupuesto. potencia muy superior a aerogeneradores de tierra. Esta fase requiere un periodo de dos años. Fase 2: Estudio geotécnico Consiste en determinar los emplazamientos finales de las torres. Construcción: a) Fases de Construcción: Fase 1: Investigación meteorológica Dicha investigación se realiza colocando un mástil meteorológico fijo. -Seguridad: Protección frente a rayos. y plataformas de rescate para personas. -Rotor: Tienen una mayor componente aerodinámica y flexibilidad. y boyas oceanográficas. También cabe destacar un extraordinario incremento en el tamaño de palas. Una vez conocido el emplazamiento. También es preciso una mejora en la potencia de frenado. en contra y a favor. realizando campañas de batimetría (estudio de las profundidades marinas) y geofísica global. -Control de potencia: Paso variable con mejor aprovechamiento energético y control de régimen variable de viento. -Sistemas de refrigeración: Sistemas de ventilación específicos. es necesario definir la tipología de cimentación que se .TECNOLOGIA Y CONSTRUCCION DE AEROGENERADORES OFFSHORE Tecnología: La energía eólica marina (offshore) tiene muchas similitudes con la energía eólica terrestre. -Potencia unitaria: Máquinas de más de 3MW. -Protección corrosión: Encapsulado de componentes y elementos. encargado de la medición del viento. cabe destacar los siguientes aspectos técnicos que debemos contemplar: -Tipo de generador: Generador asíncrono doblemente alimentado (menos desgaste). tráfico aéreo y marítimo. -Torre: Sistemas distintos de acceso y mayor porcentaje de carbono en su construcción para dotarlas de mayor flexibilidad. sin embargo tiene numerosos aspectos. Entre todas las diferencias que podemos encontrar. debido al incremento de inercia de las palas respecto a las de los generadores de tierra. e instalación de humidificadores. que la hacen única. b) Elementos de una instalación eólica offshore b. mientras tanto. Los barcos que se utilizan son similares a los de instalación de subestructuras. Además. Es fundamental tener en cuenta la proximidad de los centros de producción y la facilidad para el transporte. Esta fase debe estar controlada un año antes de la construcción del parque. La estructura de soporte es similar a la de los aerogeneradores. presenta varios inconvenientes para la proliferación de la eólica offshore. Fase 6: Cable submarino La instalación del cable submarino de evacuación se realiza en paralelo a la instalación de las subestructuras.1) Cimentaciones Fijas . otros barcos de apoyo. b.1) Turbinas La potencia de las turbinas de los actuales aerogeneradores oscila entre 2. Fase 8: Instalación del aerogenerador El tiempo estimado para la instalación de las turbinas es de un día y medio por torre completa.2) Cimentaciones b. por lo que hará falta disponer de un alojamiento flotante o fijo en el propio parque. Fase 7: Subestación eléctrica La subestación eléctrica es construida en tierra e instalada en el parque marino “Jack up” o “Barcaza flotante”. En los parques alejados de la costa. será necesario mantener personal fijo. Fase 3: Organización logística: Establecer un plan de procesos previstos para realizarlos.5 y 5 MW. realizan operaciones marinas con buzos para nivelar a mano la última etapa de escollera. Los barcos dragan la superficie marina para eliminar fondos inestables. será necesario disponer de dos o tres barcos. de forma eficiente y hacer acopio del material necesario.va a colocar. Fase 9: Operación y mantenimiento Para las labores de operación y mantenimiento de los parques. Los contratos con las empresas instaladoras de las estructuras de soporte deben hacerse con dos o tres años de antelación. Fase 4: Instalación de estructura soporte: Esta fase es bastante compleja.2. actualmente sólo hay disponibles en el mercado entre 10 y 12 barcos especializados en su transporte. Para realizarlo se requiere de un tipo de barco especializado que incluye un robot submarino preparado para crear la zanja. Se prevé que para los próximos años aparezcan turbinas de 10 MW. Fase 5: Protección “anti scour” Consiste en la preparación del fondo marino para la posterior instalación del aerogenerador. 2. -”Suction buckets” (entre 30 y 60m de profundidad) Las cimentaciones de este tipo son una alternativa a los sistemas tradicionales de cimentación. Su forma alargada permite minimizar el efecto de las olas. -Tripod Fundation (entre 30 y 40m de profundidad) Esta cimentación consta de tres pilares. Es apropiada para pocas profundidades. Se emplean en aguas con profundidades no superiores a 60m. -”Mooring lines stabilized” (profundidades mayores de 50m) Este sistema también es conocido como “Anclajes de tensión”.3) Cables submarinos . Consiste en un pilar único. Son grandes cimentaciones de hormigón o acero.2) Cimentaciones Flotantes -”Buoyancy stabilized” (para más de 40m) En este caso. están conectados con vigas de acero mediante una estructura tripod. Tiene una instalación sencilla y rápida y más económica que el resto de sistemas. El coste de fabricación es elevado. fijados en el fondo marino mediante pilotes de acero. es el tipo de cimentación más utilizada. que va desde el fondo del mar hasta la base de la turbina. El sistema se fija al suelo marino mediante un sistema de succión a presión. Son más caras que las anteriores. para contrarrestar las fuerzas transversales.-Cimentaciones por gravedad (hasta 30m de profundidad) Tiene como características principales una huella ancha y un peso masivo. -”Ballast stabilized” (profundidades mayores de 80m) Este sistema consiste en plataformas denominadas “Spar-buoys” que consiguen estabilidad a través del uso de una carga que actúa como lastre colgando bajo el depósito central flotante y colocando el centro de masas lo más bajo posible. pero tiene un amplio margen de reducción de costes a través del aprovechamiento de las economías de escala. que aseguran las turbinas al fondo marino por su propio peso. la plataforma consigue la estabilidad a través de uso de flotadores distribuidos. La plataforma consigue estabilidad gracias a la tensión de líneas de amarre que van ancladas al fondo marino. ya que no tiene que realizar ningún tipo de perforación. b. pero son más apropiadas para el soporte de turbinas de 4-5MW. encargados de sujetar una sección central cilíndrica conectada a la base de la turbina. b. Típicamente tienen un diámetro de 12-15m y un peso de 500-1000 toneladas. -Monopilote (hasta 40m de profundidad) Debido a su bajo coste y a su simplicidad. La turbina se sujeta con tres pilares cilíndricos flotantes utilizando el sistema “Trifloater”. -”Jacket fundation”( entre 30 y 60m de profundidad) Este sistema de cimentación viene de la industria petrolera offshore. Los pilares a su vez. Una vez colocada la cimentación. Un cable de 132kV puede evacuar una potencia de 250MW. debido al coste y a las perdidas en los convertidores sólo son rentables a partir de 100km de distancia de la costa. se transporta todo el conjunto de cimentación y torre. hasta alcanzar la profundidad deseada. las palas. -Corriente continua de alto voltaje (HVDC) La alternativa a los cables HVAC es el empleo de los cables HVDC. En primer lugar. si se trata de pequeñas dimensiones. y hasta 800km para algunos cables submarinos. b. se procede al ensamblaje de las secciones de la torre. A partir de una cierta longitud de cable. del rotor y de las palas. la potencia eléctrica generada puede transmitirse mediante cables de mayor capacidad. En las flotantes. se colocará la cimentación del aerogenerador. se transporta la cimentación y se hinca al terreno con ayuda de las grúas y de un peso que va golpeando la cimentación como si fuese un martillo. la cimentación. la góndola. los cables HVAC presentan limitaciones provocadas por las excesivas pérdidas sufridas. El transporte por mar.4) Red de distribución Existe una propuesta para desarrollar una red offshore durante los próximos 20 años. se debe hacer la instalación de todo el cableado. las secciones de la torre y en algunos casos. se construirá la subestación eléctrica flotante a la que llegue la energía generada por cada aerogenerador. Depende del tipo de turbina. b. si bien. En el caso de cimentaciones pilotadas.5) Montaje de un aerogenerador Primeramente se fabrica en tierra el rotor. en proyecto. Si se tratase de un parque eólicos offshore. estos elementos se construyen en la misma zona portuaria para evitar el transporte. esta operación se realizará en tierra. construcción y prevista a los consumidores europeos. Estará dotada de la estructura necesaria para transporta toda la electricidad en producción. Según los parques van aumentando de tamaño o aumentan las distancias offshore. En los grandes parques eólicos. Aparecen importantes caídas de tensión provocadas por altas perdidas de transmisión -Corriente alterna de alto voltaje (HVAC) Para proyectos mayores de 100MW. las pérdidas de transmisión hacen inevitables los cables AC. se realiza con barcos tipo “Jack up”. Este tipo de barcos consisten en una plataforma autopropulsada dotada de varias grúas y 3 o más patas que anclan al fondo marino para estabilizar la plataforma y poder desarrollar los trabajos necesarios con las grúas. para hacer llegar la energía de cada aerogenerador hasta la costa. . 132kV o superiores.-Corriente alterna Solución más barata para parques pequeños y distancias a la costa de no más de 20km. se coloca en la posición correcta y se anclan los amarres al fondo marino. Por último. Las pérdidas de transmisión son del orden del 20% menor que en los cables AC. Evacuación directa a tierra sin subestación offshore. . Los aerogeneradores se deben instalar a una distancia de la costa de unas cinco millas aproximadamente. implicando pérdidas en la producción por paradas. el viento no sufre apantallamiento con ningún obstáculo ni rugosidad puesto que la superficie es prácticamente lisa y como consecuencia. en el caso de la eólica en tierra el Kw instalado cuesta 90€. es muy elevado. Las zonas costeras son las más habitadas por la población. En la actualidad los costes han bajado y solo superan en un 10-15% a los aerogeneradores de tierra. OPERACIÓN La construcción y mantenimiento de un parque eólico offshore supone una inversión mucho mayor que la de un parque eólico en tierra. los costes de un aerogenerador offshore y uno en tierra se equiparan: . países que tengan problemas de suministro energético o simplemente que quieran fomentar la utilización de electricidad proveniente de energías renovables. otra ventaja de la instalación de estos parques. etc. es que las pérdidas de energía por lejanía desde el lugar donde se produce hasta éstas zonas es menor y la electricidad ira destinada al consumo local. en tanto que la producción de electricidad a lo largo del año es un 20% mayor en los citados parques que en la tierra. Para el mantenimiento de estas instalaciones se intenta que los aerogeneradores estén a punto todo el año y así se disminuya el número de reparaciones. frente a los 150€ que cuenta el Kw en la offshore. por tanto. COSTES Hace unos años los costes de inversión de la energía eólica marina estaban muy por encima de los costes en tierra. la velocidad del viento es mayor. es decir. los costes bajaran y se igualaran mucho más a la de tierra. El precio de una instalación offshore supera al de una instalación de tierra en un 30-50% .COSTES OFFSHORE INSTALACIÓN Los parques eólicos offshore tienen la ventaja de que al encontrarse en el mar. La instalación de estos parques es idónea para países que tengan mucha población. además las turbinas han de ser estancas a la lluvia y el oleaje. porque el coste que supone una de éstas. En consecuencia el mar es un medio poco aconsejable para instalar aerogeneradores. Se estima que cuando se popularice esta tecnología. En caso de temporal o dependiendo de las condiciones climatológicas se hace muy difícil llegar a los aerogeneradores. Este coste es debido a la necesidad de proteger los aerogeneradores del agua y los factores marinos. Si se es objetivo. ya que si se instalan a muchos kilómetros se producirían pérdidas de energía importantes durante el transporte. las cimentaciones submarinas y la complejidad de las operaciones suponen un esfuerzo inmensamente mayor que en tierra y lo hacen mucho más caro. El movimiento de grandes grúas marinas. Se puede decir con esto que la energía eólica offshore estaba en sus orígenes. ONSHORE: lMantenimiento e instalación más baratos. lVelocidad del viento mucho menor. A diferencia que en tierra que los rayos de sol solo calientan la superficie y el viento es más turbulento. lVida útil más corta. el viento es menos turbulento. al ser menos bruscos que en tierra porque los rayos de Sol inciden en él a varios metros de profundidad. lVelocidad del viento mayor.OFFSHORE: lMantenimiento e instalación más caros. mientras que en tierra de 20 a 25 años. En la offshore duran entre los 30 y 50 años. lVida útil más larga. . El porqué de esta diferencia de años es que los cambios de temperatura en el mar. AMORTIZACIÓN La vida de las turbinas en un parque eólico offshore es más larga que en tierra. Pesca y Alimentación de las Comunidades Autónomas afectadas en efectos de protección de especies marinas y diversificación. .Ley 48/60.Libro Rojo de las Aves de España (2004). por el cual se regula el Catálogo Nacional de Especies Amenazadas (1990). Su objetivo es la protecci´no marítimoterrestre y playas. es necesario un estudio exhaustivo de la repercusión ambiental y social. Medio Rural y Marino e Industria. Específica la ubicación por motivos de seguridad y medioambiente por el tráfico aéreo.Real Decreto 1997/1995. si existen razones de interés público de primer orden que lo justifiquen. de 28 de julio. Las obras se consideran motivo de cambio en los recursos pesqueros. En el marco nacional nos vemos enmarcados según: . -Real decreto 1028/2007.Ley de Puertos y Marina Mercante. por ello requieren informes del Ministerio de Agricultura. En el ámbito de la gestión portuaria. de 9 de agosto y por Real decreto 1541/2003. para ello se dispone de una marcada normativa dispuesta por el gobierno Español. Pero sólo podrá ser llevado a cabo si previamente se demuestra que no hay soluciones alternativas. para el régimen especial. regula el procedimiento de autorización de instalaciones eléctricas en el mar. concesión del dominio público marítimoterrestre. modificado por Decreto 2490/74.Ley 22/1988. Recopilación de informes de las administraciones afectadas. Protege todos aquellos bienes susceptibles de estar en peligro por la instalación y el emplazamiento. para contribuir a garantizar la biodiversidad mediante la conservación de hábitats naturales y de la fauna y flora silvestres. y tomando todas las medidas compensatorias que sean necesarias para que se cumplan los objetivos de conservación de la Red Natura 2000. . se especifica los marcos de protección ambiental y de referencia tanto internacional como nacional. . sobre navegación aérea. . en este documento aprobado por los Ministerios de Medio Ambiente. es analizar que superficie útil tiene la península. . de 21 de julio sobre navegación aérea y Decreto 584/72.Ley 16/1985 del Patrimonio Histórico Español (1985). persiguiendo la utilización racional de estos bienes. Las Administraciones competentes pueden excepcionalmente autorizar un proyecto aun siendo reconocido que afectará de manera adversa a algún lugar de la Red Natura 2000. Una vez realizado el estudio de viabilidad. del Patrimonio Natural y de la Biodiversidad. en la que se aboga por una política energética basada en la eficiencia energética y la reducción de consumo. Turismo y Comercio. evaluación de impacto ambiental.Ley 3/2001.LEGISLACIÓN REFERIDA A MEDIO AMBIENTE Previa a la realización de cualquier instalación eólica marítima. hay que hacer un estudio de efectos .Ley 42/2007. El primer paso en el proceso. de 5 de diciembre. para ello se ha realizado el “Estudio estratégico ambiental del litoral Español (EEAL)” en 2009. Iniciativa del Ministerio de Medio Ambiente para catalogar. del Sector Eléctrico. incorporando el principio de precaución en las intervenciones que puedan afectar a espacios naturales y/o especies silvestres.Real Decreto 439/1990. . de Pesca Marítima del Estado. Sus principios inspiradores hacen prevalecer la protección ambiental sobre la ordenación territorial y urbanística.Real decreto 661/2007. constituye el objeto primordial de la Ley el establecimiento del modelo de organización y explotación del sistema portuario de titularidad estatal. de 24 febrero de servidumbres aeronáuticas. . de Costas. . inventariar y hacer el seguimiento de la biodiversidad . .Ley 54/1997. .Fase de funcionamiento: Las afecciones a la calidad de la masa de agua oceánica se podría deber sobre todo a procesos de mantenimiento. de forma que aseguremos no incumplir ninguno de los márgenes legales anteriormente mencionados: . teniendo en cuenta que cambios significativos puede derivarse en un mal asentamiento de la cimentación y haría que estas zonas dejarán de servir como reservas de arena para la regeneración del litoral. Los daños provocados por esta etapa pueden minimizarse si se establece una banda de protección considerando más apropiado el criterio de profundidad frente al de distancia a la costa. durante las dos fases (construcción y funcionamiento). En cuanto a los problemas por el cableado. y consiguiente vertido químico a las aguas. Todo lo relacionado con posibles vertidos. Como vemos en esta fase se tiene en cuenta el cambio en la estructura de arena sobre la que se instala el aerogenerador. Esta afección podría ser de carácter significativo y proporcional a la longitud del cable instalado. debido a los anclajes y cimentaciones sobre el fondo marino.Fase de construcción: En esta fase se debe tener especial cuidado con la plataforma oceánica. . cuya magnitud depende de los métodos utilizados para esto.potenciales sobre el medio físico. se prevén cambios de tierra. se verían producidos por la necesidad de elementos auxiliares que aseguraran la impermeabilización. En la instalación el cableado submarino de interconexión. se ve ligado a accidentes con buques que transporten sustancias tóxicas y peligrosas. puesto que a raíz del nuevo RD del 2009 en el que se traslada la competencia en ordenación al Ministerio de Industria y obliga a un registro de pre-asignación de retribución que sólo es posible cumpliendo el Real Decreto – Ley del 6/2009 parar tener derecho al régimen económico establecido en el RD 661/2007. Este panorama ha creado una situación de incertidumbre al no existir un nuevo marco normativo que sustituya al RD 661/2007. aunque existen numerosos proyectos propuestos en las costas de Andalucía y Gran Canarias. paisajísticos y socioeconómicos que acompañan. aunque no todas las organizaciones amparan esta misma postura. y según indica este RD es competencia del Ministerio de Medio Ambiente a través de la Dirección General de Costas otorgar las autorizaciones y concesiones de ocupación del dominio público marítimo-terrestre precisas para la instalación de un parque de generación eléctrica eólica marina. para el beneficio de primas establecidas en el RD 661/2007 de 25 de Mayo por el que se regula la actividad de producción de energía en régimen especial. El Ministerio de Medio Ambiente es el órgano ambiental en aplicación de este RD. ya que los recursos eólicos marinos tienen mayor intensidad y continuidad. Esta planificación energética requiere de una planificación territorial puesto que estas instalaciones ocupan vastas superficies de terreno en el ámbito rural. esta energía es defendida y apoyada por organizaciones ecologistas y pacifistas como Greenpeace como competidos inigualable a las energías convencionales. lo que está generando una sensibilidad hacia éstos que se está convirtiendo en un obstáculo para el desarrollo de las energías renovables. por lo que el rendimiento es mayor. Para favorecer el desarrollo de esta nueva tecnología en España se aprobó en Abril del 2009 por el Ministerio de Medio Ambiente e Industria el Estudio Estratégico Ambiental del Litoral Español para la Instalación de Parques Eólico Marinos que fue sometido a Evaluación de Impacto Ambiental con un proceso de consulta pública y recogida de información de estudios anteriores. aún no se ha implantado.PERSPECTIVAS DE DESARROLLO Y ORDENACIÓN TERRITORIAL España se caracteriza por una implantación exitosa de las políticas europeas de energías renovables pero con una escasa implantación de políticas de protección del paisaje. A pesar de estos contras. Otro aspecto que también condiciona el desarrollo de nuevos proyectos de energías renovables es la inclusión de estos recursos de generación en el Régimen Especial. En algunas Comunidades Autónomas han desarrollado estrategias de ordenación territorial de estas infraestructuras de ordenación como es el Plan Especial de Ordenación de Recursos Eólicos de Jerez de la Frontera. en los que se han empleado modelados en 3D de simulación de diversos paisajes con y sin aerogeneradores. La planificación energética en España viene dictaminada en la Constitución. actual junto con un mapa de recursos eólicos marinos del litoral español que ordena la costa en cuadrículas geográficas y en las que . dejando esta última competencia en materia de ordenación del territorio delegada en las comunidades autónomas sin asignar un contenido explícito de esta ordenación territorial. Desde hace ya casi una década se inició el desarrollo de proyectos eólicos offshore. estos proyectos son más costosos de implantar y de mantener junto con los efectos ambientales. Por contra. atribuyendo al estado competencia exclusiva para planificar y coordinar la actividad energética de España. En este estudio se realiza un análisis y un diagnóstico de la situación ambiental. El marco normativo para tramitar las solicitudes de estas instalaciones viene regulado por el Real Decreto 1028/2007 de 20 de Julio. zonas condicionadas y zonas compatibles. De hecho en España. y con ellos se han determinado las zonas de exclusión. las líneas eléctricas y demás infraestructuras de transformación invaden competencias autonómicas en materia de ordenación del territorio si no se consideran de interés general donde la competencia es exclusivamente estatal. -De esta forma. estudiar el ritmo de transformación del paisaje y la densidad de instalaciones y realizar una evacuación y transformación conjunta de la energía producida. -Enumera zonas donde estas instalaciones podrían crear un impacto visual en el paisaje. -En el estudio del conjunto de proyectos. Este estudio fue elaborado por Meteosim Truewind para el IDAE. Por otro lado. pero igualmente sin estudio de detalle pero mencionando en el mismo que se estudiará en la fase del proyecto. áreas compatibles y áreas de compatibilidad condicionada para la implantación de este tipo de proyectos. los Estudios de Impacto Ambiental no permitirán resolver la ordenación y el impacto del conjunto de estas instalaciones sino tan sólo de la propuesta en el proyecto.establece áreas de exclusión. . habría que plantear soluciones a estos inconvenientes para no incurrir en los mismos errores: -Elaborar mapas de menor escala que corresponda a realidades territoriales afectadas así como dar publicidad al conjunto de los proyectos en fase de estudio junto con la participación pública para que puedan formular alegaciones. que la competencia de las costas sea estatal conlleva falta de participación pública para llegar a consensos. En este estudio también se regula el procedimiento para la solicitud de este tipo de proyectos de desarrollo de este tipo de instalaciones. La experiencia adquirida con las instalaciones de energía eólica terrestres. Los inconvenientes propiciados por este estudio son varios: -La escala general del mapa que define las distintas zonas y cuadrículas y la falta de una mayor definición. -A nivel de competencias. pues tampoco obliga a la Administración a que pongan en conocimiento de los evaluadores los demás proyectos que se pretenden evaluar.