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Los recursos energéticos renovables son abundantes e inagotables.

Uno de los compromisos de Prysmian Group es invertir en aplicaciones eólicas marinas, que son fundamentales para satisfacer la creciente demanda de energía más ecológica.

A medida que crece la contribución de la energía eólica marina a la combinación energética, obtener la máxima potencia de las turbinas en tierra se vuelve cada vez más importante.

Las turbinas eólicas se están moviendo cada vez más hacia el mar, y se planean más parques eólicos flotantes, lo que significa que la energía debe viajar más hacia la costa. Conectar grandes cantidades de energía eólica marina a redes, a menudo obsoletas, plantea un gran desafío. La integración de la energía eólica marina en el sistema eléctrico requiere expansión y actualizaciones. Vamos a examinars algunos desafíos y desarrollos clave.

Uno de los principales desafíos es lidiar con los problemas de la calidad de la energía. La conmutación de turbinas eólicas y las grandes variaciones en la generación y el consumo de energía pueden provocar fluctuaciones de voltaje significativas. Cuando se ponen en servicio las turbinas, las fluctuaciones de voltaje en la red de distribución deben mantenerse dentro de ciertos límites. IEC 61400-21, el estándar internacional para la medición y evaluación de turbinas eólicas conectadas a la red, recomienda estudios de flujo de carga para evaluar la influencia de las turbinas eólicas en los voltajes de circunstancia estable. IEC 61400-21 también define las características de calidad de la energía para las turbinas eólicas y sugiere métodos para evaluar el impacto de las turbinas eólicas en la calidad de la energía de la red. Además, los convertidores necesarios y los cables largos introducen fenómenos como distorsión armónica y pérdidas de potencia. Las nuevas tecnologías y la electrónica de potencia utilizadas también suelen ser sensibles a las perturbaciones de tensión.

Diferentes regiones enfrentan diferentes desafíos y presentan una variedad de soluciones. En varios países, los operadores nacionales de transmisión están planeando despliegues de redes y construyendo líneas a las turbinas.

En el Reino Unido, las líneas de transmisión que conectan los parques eólicos se venden a operadores independientes. En los EE. UU., está previsto que se instalen 30 GW de parques eólicos marinos para finales de la década. Sin embargo, si las agencias federales, los estados y los operadores de la red no desarrollan planes de transmisión a tiempo, la capacidad puede quedar infrautilizada en gran medida.

Los desarrolladores de redes y los reguladores no solo han señalado que la creciente presión sobre la red requerirá su renovación y un enfoque más integrado, sino también que se necesitan nuevas interconexiones (internacionales) para transmitir energía desde donde se genera hasta donde se necesita. Según la ONU, “la interconexión de redes eléctricas internacionales (…) puede (…) mejorar la seguridad energética en los países interconectados”.

Un estudio del profesor de la Universidad de Stanford, Mark Jacobson, que modeló redes de energía alimentadas al 100 % por viento, agua y luz solar en toda Europa occidental descubrió que una mayor interconexión entre países reduciría los costos de energía y mejoraría la estabilidad de la red.

Este desafío está estimulando una nueva cooperación. Por ejemplo en la Cooperación Energética de los Mares del Norte (NSEC) los Estados miembros de la UE están trabajando para desarrollar una infraestructura de transmisión y generación de energía eólica marina. El gobierno británico, que quiere alcanzar 40 GW de energía eólica marina para 2030, ha estudiado un enfoque coordinado para construir cables submarinos y de transmisión eólica marina a otros países. El operador de la red de transmisión de Gran Bretaña descubrió que el enfoque integrado podría ahorrarles a los consumidores un 18 %, u $8 mil millones, en CAPEX y OPEX para 2050. También se está estudiando un interconector multipropósito que conectaría futuros parques eólicos marinos en las aguas del Reino Unido y los Países Bajos y proporcionaría hasta 2 GW de capacidad comercial de energía. En Dinamarca, el gobierno planea construir islas de energía que conecten múltiples parques eólicos.

La transmisión de energía desde turbinas marinas a la red requiere una solución técnica altamente eficiente, fuerte, rentable y confiable. Cuando los desarrolladores de energía eólica marina necesitan decidir entre el cableado HVAC (corriente alterna de alto voltaje) y HVDC (corriente continua de alto voltaje), es vital que se tenga en cuenta el sistema completo. Los parques eólicos marinos generalmente transmiten energía utilizando corriente alterna de alto voltaje, pero esto a menudo se considera una tecnología con pérdidas de energía inherentemente altas, mientras que HVDC tiene pérdidas mucho menores. Sin embargo, la energía de un sistema HVDC requiere que los convertidores de energía, los inductores de CC, los filtros y otros componentes se coloquen en alta mar. Pero a medida que aumentan la potencia y la distancia, se vuelve más atractivo. El cableado HVDC también funciona para la transmisión de energía a largas distancias, ya que no tiene requisitos de energía reactiva. La tendencia a alejarse más de la costa y construir parques eólicos flotantes puede dar lugar a muchas más instalaciones de HVDC. Sin embargo, no podemos simplemente decir que HVDC es ideal para todos los proyectos de turbinas eólicas y HVAC no lo es: la elección depende en gran medida de una variedad de factores, particularmente la distancia de un proyecto de la costa.

La generación de energía a partir de fuentes de energía renovables y la interconexión entre redes son las dos áreas principales en las que los enlaces de energía a través del agua se están desarrollando de forma masiva. Los fabricantes de soluciones de cableado no solo necesitan proporcionar una cartera completa de soluciones HVAC y HVDC y comprender cómo acoplar redes submarinas a terrestres, sino que también requieren un conocimiento extenso y actualizado de los activos de generación de energía eólica. Además, la experiencia en el trabajo en los territorios de diferentes naciones en el mar es vital.

«Los cables eléctricos submarinos se encuentran ahora entre los facilitadores más importantes para la transición energética. La capacidad de entregar redes de energía desde el punto de generación hasta el punto de consumo es absolutamente vital para lograr esto.»

VALERIO BATTISTA

Chief Executive Officer Prysmian Group

I+D en Prysmian Group

Prysmian Group tiene 26 centros de I+D en Europa, América del Norte y del Sur y Asia, con más de 900 investigadores profesionales, técnicos y operadores, y una extensa cartera de más de 5,500 patentes. Prysmian Group asigna aproximadamente 100 millones de euros cada año a la investigación y el desarrollo en todo el mundo.

Prysmian Group y el Banco Europeo de Inversión (EIB) han finalizado el financiamiento de € 135 millones destinados a apoyar los planes de I+D 2021-2024 del grupo en Europa. Este financiamiento representa aproximadamente el 50% de las inversiones planificadas en Europa hasta 2024. Los nuevos proyectos cumplen los objetivos establecidos en la hoja de ruta y la estrategia de innovación de Prysmian, orientados a apoyar y promover la digitalización y la transición energética. La financiación se destinará principalmente a la investigación industrial, la innovación y la experimentación, y el desarrollo de nuevos productos.

El ambicioso Plan Global de Interconexión Energética, respaldado por 400 instituciones, universidades, bancos y firmas consultoras que incluyen nombres como Tencent, Morgan Stanley Asia, KPMG y Accenture, está desarrollando conceptos para conectar casi todo el mundo con una sola cuadrícula de energía renovable, como ilustrado abajo.

mapa de interconexiones

Instalaciones globales eólicas en alta mar 2020-2030

instalaciones eólicas marinas 2020-2030

Fuente: GWEC Market Intelligence, Julio de 2021