Construimos las cajas que alimentan el mundo

En la vasta extensión del océano, donde reina el incesante poder del viento, emerge una maravilla de la ingeniería: una 'gran caja amarilla'. Estos colosales activos de transmisión eólica marina están listos para aprovechar el poder bruto de la naturaleza.

Si queremos cumplir nuestros objetivos de energías renovables para 2030, que para el Reino Unido requiere quintuplicar la capacidad eólica marina actual (hasta 50 GW) y, para Europa, un aumento de al menos 25 veces la capacidad actual, debemos intensificar la carrera para entregar la infraestructura necesaria para lograr esto. Esto incluye las imponentes estructuras escondidas entre las turbinas eólicas marinas y visibles desde nuestras costas: las 'grandes cajas amarillas'. En este artículo, desglosamos los hechos sobre esta parte vital de la cadena de suministro de energía eólica.

TenneT ha otorgado a Petrofac e Hitachi Energy un acuerdo marco plurianual mientras trabaja para expandir la capacidad eólica marina en el Mar del Norte holandés-alemán.

Aunque no siempre son cajas (algunas son de marco abierto), ni siempre amarillas, estas estructuras situadas entre aerogeneradores marinos son subestaciones o activos de transmisión. Albergan los transformadores, la aparamenta y otros equipos eléctricos necesarios para convertir la electricidad generada por las turbinas en una corriente que puede transportarse de manera confiable a la costa mediante cables submarinos.

Las turbinas generan electricidad en forma de corriente alterna de alto voltaje (HVAC). Pero transportar esta energía de manera eficiente a la costa puede provocar fluctuaciones y pérdidas dependiendo de qué tan lejos esté el parque eólico de la tierra. Si un parque eólico se encuentra dentro de aproximadamente 50 kilómetros de tierra, los cables submarinos pueden transportar efectivamente la energía como corriente alterna (CA). Pero para distancias típicamente superiores a 70 kilómetros, la corriente CA recibida de las turbinas debe convertirse en corriente directa de alto voltaje (HVDC) para transportarse por cable sin fluctuaciones ni pérdidas significativas.

La confiabilidad de este equipo eléctrico es vital para mantener un flujo constante de electricidad desde la granja hasta la red. Esto significa que las estructuras marinas que soportan estos equipos deben ser resistentes a las olas, el viento, las corrientes e incluso los terremotos. La mayoría de las estructuras de soporte se componen de placas de acero, tubos y vigas pintadas para protección contra la corrosión. Los contenedores que albergan el equipo eléctrico están hechos de acero al carbono, típicamente recubiertos con capas de pintura resistentes a la corrosión. El encamisado (patas y arriostramiento) o las estructuras de soporte monopilote (patas simples) sumergidas en agua se tratan con otras tecnologías resistentes a la corrosión más robustas, como los ánodos de sacrificio (esa es una historia para otro momento).

La pregunta llama: "¿por qué las subestaciones o los activos de transmisión son amarillos?" Amarillo, naranja, rojo, negro y blanco son aposemáticos: una coloración que denota advertencia. También son fácilmente visibles en el entorno, incluso con poca luz. En la naturaleza, las aves, las abejas, las ranas y las serpientes usan el amarillo como advertencia de posibles amenazas y depredadores. Con el tiempo, estos colores de advertencia se han reflejado en nuestro entorno fabricado. En un entorno en alta mar, el uso de amarillo garantiza que las estructuras sean visibles, lo que ayuda a la navegación marítima. En la práctica, estas son solo las partes visibles desde la línea de flotación (el punto más bajo para adaptarse a las mareas bajas) y más arriba.

Donde la profundidad del agua solía ser una limitación para las turbinas eólicas, los avances en diseño y tecnología significan que ahora se están construyendo parques eólicos en aguas mucho más profundas, con turbinas apoyadas en subestructuras flotantes. En teoría, las subestaciones de fondo fijo siempre han sido capaces de manejar aguas mucho más profundas, con profundidades tan grandes como las que se ven en las instalaciones de petróleo y gas en alta mar; estos pueden tener una profundidad de hasta 500 m, más que la altura de las Torres Petronas en Kuala Lumpur, Malasia. Hoy en día, el diseño y el desarrollo están en marcha para permitir que las subestaciones marinas también sean estructuras flotantes, lo que significa que los futuros desarrollos de parques eólicos marinos pueden estar en lugares a los que nunca podríamos haber llegado antes.

Si bien no existe una forma o tamaño óptimos para estas estructuras en alta mar, la capacidad necesaria para el parque eólico determina qué equipo y cuánto va a la plataforma. Hay casi un diseño a medida cada vez. Eso es algo que quienes colaboran en los proyectos de 2GW de TenneT, incluido Petrofac, pretenden cambiar. Uno de los objetivos clave del proyecto de TenneT para el Programa 2GW es desarrollar un diseño más estandarizado y repetible: esto ofrece oportunidades para un enfoque de diseño más eficiente y una solución para entregar la cantidad significativa de "grandes cajas amarillas" necesarias para alcanzar los objetivos gubernamentales más rápido. De hecho, la carrera está en marcha.

Llevamos más de una década desplegando nuestras capacidades para dar soporte al sector eólico marino. En ese tiempo, entregamos cerca de 4 GW de activos de transmisión en alta mar y en tierra (HVAC y HVDC) para clientes en todo el Reino Unido y Europa.