Hoy en día existe un concepto eólico dominante para la tecnología de generación eólica, mono-rotor tri-pala de eje horizontal. Esa es la tecnología ganadora. En 2021, había instalados 837,000MW de turbinas comerciales eólicas en todo el mundo, de ellos, 0MW eran comerciales multi-rotor.
Sin embargo, a medida que cambiamos de eólica onshore a flotante, existe una amplia gama de diseños de generación de energía eólica flotante multi-rotor. Diseños que son difíciles de categorizar; el único factor común es que incluyen más de un rotor por estructura flotante.
El congreso de Hamburgo reunió a los actores internacionales que trabajan para hacer realidad esta tecnología. En ese sentido, fue interesante conocer los diferentes puntos de vista de: desarrolladores de parques eólicos, desarrolladores de multirotor, entidades de certificación, OEM de turbinas, OEM de palas y Centros Tecnológicos.
Muchos de los actores tuvieron la oportunidad de compartir su visión de la tecnología y debatieron la pregunta más difícil. ¿Por qué estos diseños de múltiples rotores pueden desafiar el “diseño dominante tripala monorotor”? ¿No debería el diseño dominante ser también la mejor alternativa en el mar?
En el congreso se explicaron dos grupos de ventajas potenciales:
- Fiabilidad: El caso de negocio offshore se basa en turbinas eólicas extremadamente grandes. Estas «Mega-Turbinas» incorporan la más avanzada ingeniería, donde innovadores materiales son exigidos hasta el límite de sus propiedades y se combinan en innovadores procesos de fabricación. Estas mega-turbina han tenido escaso tiempo para madurar y optimizarse. La combinación de innovación rápida y escaso tiempo de maduración, puede dar como resultado un riesgo creciente de problemas de fiabilidad. Por otro lado, las tecnologías multi-rotor escalan la potencia con hasta 126 turbinas de 1MW. Estas turbinas de 1MW son bien conocidas por toda la cadena de suministro (herramientas de ingeniería, materiales y procesos de fabricación), y tienen problemas de fiabilidad potencialmente menores.
- Coste de logística, instalación y mantenimiento: Las mega-turbinas eólicas son cada vez más complejas (coste) de transportar, instalar y mantener en el mar. Sus componentes son pesados y grandes, cerca de los límites de capacidad de la infraestructura y equipos que deben manejarlos. Las soluciones multi-rotor proponen dividir el problema en más turbinas, más componentes, pero más ligeros y pequeños. ¿Tres palas de 120mtrs de longitud (16MW) o seis palas de 80 mtrs (8MW)?Además de la interesante, y diferente, propuesta de valor de los multi-rotor, el evento también sirvió para presentar los progresos que los centros tecnológicos y centros de investigación internacionales hemos hecho en las herramientas ingenieriles de diseño, simulación y certificación para multi-rotor. En esta sección, CENER destacó con la presentación de MUST, primera herramienta en el mundo donde toda la física está completamente acoplada.
La realidad del software de diseño y simulación del sector eólico es que no ha sido desarrollado pensando en multi-rotor flotante. Se desarrolla para sistemas de rotor único y soluciones fijas, que luego se han adaptado para eólica marina. La herramienta de CENER, MUST, ha sido desarrollada específicamente para multi-rotor flotante, teniendo además en cuenta el acoplamiento aerodinámico flotante, por la interacción de estelas entre rotores y el impacto de los movimientos inducidos por las olas en la aerodinámica. Estos factores tienen un impacto en la producción y las cargas, y deben estudiarse en detalle para proporcionar soluciones fiables de larga duración
Además, los sistemas multi-rotor ofrecen la oportunidad de eliminar el sistema de yaw de la turbina. Muchas de las soluciones multi-rotor tienen configuraciones de amarre de un solo punto (single point mooring) y que se orientan con el empuje del viento. El amarre en un solo punto hace que no sea necesario instalar un sistema activo de giro de la nacelle, pero puede que requiera un control para ayudar a en la alineación de la turbina con el viento.
El software MUST de CENER puede simular los efectos físicos de la unidad flotante multi-rotor, y permite que los diferentes controladores cambien activamente: la orientación, producción de energía y modos de operación.
