Unos nuevos ensayos tecnológicos refuerzan el caso de negocio de la energía undimotriz
El sistema de toma de fuerza (PTO, por sus siglas en inglés) es básicamente un sistema que convierte el movimiento en energía eléctrica. En el caso de la energía oceánica, este movimiento procede de las olas a medida que pasan por un convertidor de energía undimotriz (WEC, por sus siglas en inglés). Después, la PTO instalada dentro del casco del WEC genera electricidad. En este sector de nueva aparición no se disponía de datos sobre el despliegue en el océano, lo que supuso un gran reto para el despliegue de dicha tecnología. En ocasiones, esto hacía que los inversores no estuviesen convencidos de la fiabilidad de la tecnología y de su despliegue lento. «Las industrias más consolidadas, como la petrolera y gasística en alta mar y la eólica, tienen la ventaja de disponer de una gran cantidad de datos reales sobre el despliegue», explica Matt Dickson, coordinador del proyecto WaveBoost y responsable técnico de proyectos en CorPower Ocean (Suecia). «Esto les permite eliminar los componentes no fiables del diseño y predecir cuándo y cómo fallarán otros componentes del sistema, lo que ayuda a elaborar estrategias de mantenimiento eficaces. Aunque podemos beneficiarnos de algunos aprendizajes de distintos sectores, un campo tan nuevo como la energía oceánica tiene que empezar a obtener información desde el principio».
Datos de rendimiento en tiempo real
WaveBoost (Advanced Braking Module with Cyclic Energy Recovery System (CERS) for enhanced reliability and performance of Wave Energy Converters) tenía por objeto abordar este desafío crítico del despliegue proporcionando datos de rendimiento en tiempo real a fin de demostrar la fiabilidad operativa de la tecnología bajo condiciones oceánicas adversas. El equipo del proyecto investigó primero algunas de las razones principales de los fallos de PTO y detectó que lo más importante era utilizar cierres herméticos de bajo rozamiento. «El casco de un WEC tiene pistones en forma de varilla que se mueven arriba y abajo en el interior del casco a medida que las olas pasan», comenta Dickson. «Para visualizarlo, solo hay que imaginar cómo funcionan las horquillas de suspensión de las bicicletas de montaña; el cierre tiene que ser hermético, pero también debe dejar que el pistón se mueva arriba y abajo, de lo contrario, el dispositivo no funcionará». Para recopilar información sobre cómo se podría mejorar este aspecto de la tecnología, los socios del proyecto WaveBoost construyeron una vanguardista instalación de pruebas a medida a fin de desplegar diferentes versiones a escala de estos pistones en forma de varilla. Se probaron materiales y recubrimientos diferentes para recoger información sobre el rozamiento, la corrosión y las propiedades herméticas. «Experimentamos con los principales proveedores de cierres y, en última instancia, se nos ocurrió un diseño de cierre completamente nuevo y original», señala Dickson. «El cierre está optimizado para el rozamiento; muestra una reducción del 70 % en comparación con el estado de la técnica anterior y mitiga las fugas». El sistema de cierre es un elemento pequeño, pero crítico, de un nuevo sistema de PTO que, además, incorpora un módulo neumático revolucionario con un 80 % menos de componentes y una disminución del 98 % de la pérdida de flujo. Esto ha ayudado a reducir la complejidad y mejorar la fiabilidad del dispositivo oceánico. Asimismo, la tecnología del resorte ondulado de la PTO amplifica el movimiento de la PTO, lo que contribuye a lograr una eficacia energética rupturista nunca antes vista en el sector. Las pruebas finales mostraron que las nuevas soluciones de cierre, combinadas con otros avances en la tecnología de PTO realizados durante el proyecto, podían ofrecer una mejora de más del 27 % en la producción anual de electricidad y una reducción del 30 % en los costes de la energía undimotriz, lo que convertiría a la energía undimotriz en una fuente de energía renovable rentable y eficiente.
Impacto en toda la industria
La nueva tecnología de PTO de WaveBoost se ha diseñado de forma que se pueda instalar en dispositivos WEC diferentes. «Las PTO son la esencia de los WEC», explica Dickson. «Las que hemos desarrollado puede transferirse a una amplia gama de tamaños y diseños de casco». Dickson espera que esto ayude a impulsar el desarrollo y el éxito de la tecnología de energía oceánica. «Este proyecto era el puente necesario hacia un desarrollo a escala real», añade. «El puente tenía que ser lo suficientemente robusto como para que todos pudiésemos cruzarlo y, al final, conseguimos un diseño de PTO mejor de lo que habíamos anticipado». La conclusión satisfactoria de WaveBoost ha abierto las puertas a los planes de CorPower para desplegar WEC a escala real durante el primer trimestre de 2021. CorPower espera introducir productos certificados y garantizados en el mercado a finales de 2023. «Hemos demostrado que la energía undimotriz es una tecnología rentable que puede atraer una financiación generalizada para proyectos de energías renovables», concluye Dickson.
Palabras clave
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