Diseño y operaciones orientadas a la viabilidad económica de las turbinas eólicas marinas

Abstract

En los últimos años, las políticas dirigidas hacia la descarbonización de la economía y la lucha contra el cambio climático han sido progresivamente implementadas por la Unión Europea. Una de estas políticas es la creación de derechos para emitir CO2 a la atmosfera y su implementación ha favorecido la transición ecológica hacia fuentes de energía renovables que ahora pueden más competitivas en comparación a la generación con combustibles fósiles. A pesar de resultar contaminante, la energía obtenida a partir de combustibles fósiles ofrece una flexibilidad y fiabilidad para adaptarse a una demanda variable que algunas energías renovables no pueden alcanzar, por lo que en Brasil se utilizan todavía centrales de gas natural licuado para cubrir los picos de demanda que se generan en algunos momentos del día por el consumo doméstico. Dentro del campo de la energía eólica, las turbinas eólicas marinas resultan más fiables por su capacidad de generación eléctrica mayor y más estable, gracias a las corrientes de viento más regulares y menos turbulentas que se encuentran en mar abierto. Es necesario mencionar la dificultad que supone la construcción de turbinas eólicas en el mar y los requisitos de estabilidad estructural que se demandan en este tipo de proyectos por las cargas de fatiga que soporta la estructura debida al oleaje. Este trabajo de fin de grado busca aportar al desarrollo de la energía eólica en Brasil, estudiando una alternativa económicamente viable a las turbinas eólicas en tierra, en favor del uso de turbinas eólicas marinas mediante un análisis de los subsistemas de la turbina que encarecen este tipo de proyectos.

In recent years, policies aimed at decarbonizing the economy and combating climate change have been progressively implemented by the European Union. One of these policies is the creation of allowances for emitting CO2 into the atmosphere and its implementation has favored the ecological transition towards renewable energy sources that can now be more competitive compared to fossil fuel generation. Despite being polluting, energy obtained from fossil fuels offers a flexibility and reliability to adapt to a variable demand that some renewable energies cannot reach, which is why in Brazil liquefied natural gas plants are still used to cover the peaks of demand generated at certain times of the day by domestic consumption. Within the field of wind energy, offshore wind turbines are more reliable due to their greater and more stable electricity generation capacity, thanks to the more regular and less turbulent wind currents found in the open sea. It is necessary to mention the difficulty involved in the construction of wind turbines at sea and the structural stability requirements that are demanded in this type of projects due to the fatigue loads that the structure supports due to waves. This final degree work seeks to contribute to the development of wind energy in Brazil, studying an economically viable alternative to onshore wind turbines, in favor of the use of offshore wind turbines through an analysis of the subsystems of the turbine that make this type of project more expensive.