Windletter #7 - Hablemos de torres: historia, evolución y futuro
Hola a todos y bienvenidos a una nueva edición de Windletter. Ha costado, pero aquí está. Esto me pasa por meterme en temas más en profundidad que luego nunca veo el momento de terminar. A ver si cojo ritmo de nuevo...
Lo más visto de la última edición ha sido el vídeo del montaje del GE 5.5-158 Cypress, mi hilo en Twitter sobre palas segmentadas y la "vuelta al mundo" a los países sin eólica. Vamos al lío.
Recientemente la empresa navarra Nabrawind ha montado el que ya es el primer prototipo operacional de su concepto de torre Nabralift. Investigando un poco sobre el tema, una cosa me ha llevado a la otra y finalmente he decidido que hoy vamos a dedicar la Windletter al completo a una sola temática: las torres de los aerogeneradores. El problema es que te pones a leer, saltas de un lado a otro y al final queda una Windletter bastante larga. Pero bueno, ya me direis qué os parece que a veces tratemos temas específicos y no tanta actualidad.
Disclaimer: que quede claro que no soy un experto en torres y mis conocimientos se reducen a lo que he podido leer y aprender sobre el tema. No me pidais detalles demasiado técnicos y si escribo alguna barbaridad, encantado de que me corrijáis. El que avisa no es traidor...
La guerra en Ucrania está disparando el precio de la electricidad a precios jamás vistos. Durante el día de ayer, el precio de la electricidad llegó a estar a casi 1 euro el kilovatio hora a las 19:00 de la tarde. Ya os aviso que, para aquellos que tenéis PVPC (tarifa regulada) o cualquier otra indexada al pool eléctrico, la factura de marzo va a ser de locos. Mi recomendación de la semana es que, si queréis ahorrar algo de dinero, os paséis por el comparador de la CNMC y le echéis un ojo a los ofertas de mercado libre disponibles. Estas tarifas pueden ser un refugio en estos tiempos. Yo era un fiel defensor del PVPC pero he acabado cambiándome hace cosa de un mes.
Hablemos de torres: cómo hemos llegado hasta aquí
Si a cualquiera de nosotros nos preguntaran por la torre de un aerogenerador, la primera imagen que se nos vendría a la cabeza sería la típica torre de acero tubular que se viene usando comúnmente en la industria eólica. Suelen estar compuestas por 3, 4 o 5 tramos (en función de la altura que se quiera alcanzar) y son transportadas mediante camiones especiales. Además, para montarlas hacen falta grúas de gran tamaño (sobre todo en las últimas generaciones de aerogeneradores).
Hasta el momento, este tipo de torre de acero ha sido la gran dominadora de la industria, principalmente por una relación de precio, sencillez y la relativa facilidad de transporte y montaje. Al final, con unas pocas piezas ya tienes una torre de decenas (e incluso cientos) de metros montada. Además, el riesgo de utilizar este tipo de torres es bajo y su montaje es relativamente rápido y sencillo si las condiciones de viento lo permiten.
Sin embargo, esto no ha sido siempre así. En el principio de los tiempos, cuando la eólica no era más que una tecnología incipiente, las torres tubulares de acero convivían con las de celosía. Sí amigos, aerogeneradores con torres muy similares a las de alta tensión eléctricas.
Estas torres de celosía todavía pueden verse por España, principalmente en los parques más antiguos. Pueden ya considerarse casi como piezas de museo (la verdad es que personalmente nunca he visto una de cerca, aunque me gustaría).
Por poner un par de ejemplos, este tipo de torres se utilizaban en el parque eólico El Cabrito, repotenciado hace un par de años por Acciona (puedes ver un vídeo aquí). También os dejo una foto de una Vestas V44 de 600kW de potencia (aunque este parque está en el norte de Marruecos).
A pesar de que tienen sus ventajas (se utiliza muchos menos material y no hacen falta transportes especiales para llevarlas hasta parque), el caso es que con el paso de los años se fueron perdiendo, superadas por el acero tubular.
Cuando el hormigón entra en escena
En algún momento (que la verdad desconozco) alguien pensó que utilizar hormigón podía ser una buena idea. No es algo que haya ocurrido hace dos días, si no que el desarrollo de las torres de hormigón ya lleva muchos años entre nosotros. Sin embargo, nunca han sido dominadoras del mercado, si no que han estado como una solución técnica (aunque siempre secundaria) en aquellos lugares donde ha tenido sentido.
En los últimos tiempos, en cambio, las torres de hormigón (o las híbridas de hormigón-acero) están cogiendo mayor protagonismo. Uno de los principales motivos es la limitación del transporte por carretera. En muchos países, la anchura máxima transportable por carretera es 4,9 metros, y alcanzar ese diámetro con torres de acero es relativamente sencillo si se quiere ir a torres altas. Por supuesto, estas limitaciones no existen en offshore, donde las torres van directas del puerto a la ubicación final.
Cuando hablamos de torres de hormigón, podemos diferenciar principalmente entre dos tipos: prefabricadas o fabricadas in situ. Las fabricadas in situ suelen hacerse en grandes parques con muchos aerogeneradores, lo que permite alcanzar economías de escala y montar una planta de hormigón en la inmediaciones del parque en la que fabricar los tramos.
Entre las ventajas de las torres de hormigón, se encuentran las siguientes:
Menor exposición al precio del acero, muy conveniente en estos tiempos de materias primas caras.
No hay limitaciones de diámetro máximo para transporte, especialmente si son fabricadas in situ (solo tienen que circular por los viales internos del parque). Si son prefabricadas, se suelen transportan en segmentos que son después unidos en parque.
Por otro lado, cuanto más grandes son los aerogeneradores, más complicado es diseñar torres de acero que sean competitivas. Desconozco los motivos exáctos, aunque asumo que quizá la cantidad de material empieza a ser excesivo. En cualquier caso, las tendencias hablan de que en las próximas generaciones de aerogeneradores onshore las torres híbridas y de hormigón serán más comunes.
Uno de los suministradores más conocidos de torres híbridas es Max Bögl, que domina el mercado del norte de Europa especialmente.
Nabrawind y su concepto Nabralift
El caso es que la torre (junto a la cimentación, cuyo tamaño está fuertemente impactado por el diseño de la torre) suponen un gran porcentaje del coste de un aerogenerador. Por eso, hay bastante movimiento entorno a la innovación en este ámbito. Si consigues diseñar un conjunto torre-cimentación competitivo, puedes hacerte un hueco en el mercado.
En ese sentido, la empresa navarra Nabrawind, dedicaca al diseño y desarrollo de tecnologías avanzadas en el sector eólico, ha montado el que ya es el primer prototipo operacional de su concepto de torre Nabralift.
Se trata de un concepto de torre de acero que mezcla una parte de celosía y otra parte tubular, lo que permite, según la empresa, alcanzar cotas más altas con un diseño más optimizado, tanto de la propia torre como de la cimentación (que como podéis ver en el vídeo está compuesta por tres pilotes de gran profundidad). De hecho, este primer prototipo instalado en Marruecos para la empresa francesa Innovent, se ha convertido en la torre eólica más alta de África con 144 metros de altura de buje (y torres más altas equivalen a mayor recurso eólico). Además, toda la instalación se realizar sin la necesidad de grúas de gran tamaño.
Como curiosidad, decir que la nacelle instalada es una G4 de Siemens Wind Power G4 (ya descatalogado) de entre 3,6 y 4MW de potencia.
El único inconveniente que le veo a este sistema es que para llevarlo a aplicación comercial van a tener que sacar a los OEMs de sus diseños estándar, lo cual requiere muchas horas de discusiones e ingeniería. Pero si los números salen, acabarán poniéndose de acuerdo seguro.
La verdad es que se trata de una empresa que sigo de cerca desde hace mucho tiempo (me gusta bastante estar al día de las innovaciones que se mueven en el sector) y me alegro de que ya tengan un prototipo operacional. Veremos si puede avanzar hacia proyectos comerciales con mayor número de máquinas, sin duda sería una gran noticia.
Otros diseños: torres atirantadas, modulares, etc
Para terminar, os dejo algunos otros diseños de torres innovadores que se están moviendo en los últimos tiempos.
Torres atirantadas
El fabricante Vestas tiene un prototipo de torre atirantada e incluso ya ha llegado a instalar este concepto en un parque comercial. ¿Las ventajas? Llegar más alto con menor uso de acero.
Torres de acero modulares
Este concepto se lo vi por primera vez a Enercon en un parque en Galicia. Se trata de torres de acero compuestas por planchas o secciones que van atornilladas entre sí, creando una especie de poliedro. La ventaja parece claramente una menor necesidad de transporte especial, a cambio de más horas de mano de obra.
Torres de madera
Sorprendente pero cierto, Hace algún tiempo aparecio la start-up Modvion con un concepto de torre de madera. Al principio me pareció una locura pero Vestas ha invertido en ella a través de Vestas Ventures, por lo que algo habrán visto. Aunque es verdad que la empresa no solo trabaja la madera. Incluso tienen un pequeño prototipo.
Torres de acero tubular + celosía
Con eso de que me puse a investigar sobre torres de celosía, acabé llegando a la web de Suzlon, una empresa india que no pasa especialmente por su mejor momento financiero.
El caso es que, para mi sorpresa, mirando el portfolio de productos de la compañia descubrí que todos sus últimos modelos se basan en torres de acero tubulares + celosía.
______________________________________________
Gracias por leer Windletter.
Si te ha gustado, te invito a que te suscribas. También puedes compartirla por mail o por redes sociales con otras personas a las que les pueda gustar. Y dejar un me gusta 👍 aquí abajo.
Puedes contactar conmigo a través de Twitter o LinkedIN.
¡Nos vemos en la siguiente!