Una tecnología lidar dual optimiza el desarrollo de parques eólicos marinos y reduce los riesgos
El objetivo es revolucionar la evaluación de los recursos eólicos marinos mediante el desarrollo del primer producto comercial: un sistema lidar flotante y modular que integra tecnologías lidar de escaneo y de perfilado vertical, con procesamiento avanzado de datos.
Jordi Puigcorbe, coordinador del proyecto NEOWIND
El mundo necesita con urgencia tecnologías energéticas verdes y asequibles. En Europa, instituciones de investigación y pymes combinan recursos y capacidades técnicas para ofrecer alternativas viables a los combustibles fósiles. Gracias a la financiación de la Unión Europea a través del programa Horizonte Europa(se abrirá en una nueva ventana), del CDTI(se abrirá en una nueva ventana) y del DLR(se abrirá en una nueva ventana), la empresa española EOLOS(se abrirá en una nueva ventana) y la empresa alemana sowento(se abrirá en una nueva ventana) colaboraron con la cátedra de Energía Eólica de la Universidad de Stuttgart(se abrirá en una nueva ventana) en el proyecto NEOWIND. El objetivo era desarrollar un sistema modular lidar (LMS, por sus siglas en inglés) que promete convertirse en una tecnología revolucionaria para la evaluación de emplazamientos de parques eólicos marinos.
Sinergia entre instituciones de investigación y pymes
El equipo NEOWIND también incluye a sowento, una consultora de ingeniería independiente. Los principales campos de actividad de la empresa son la ingeniería de control, el desarrollo de programas informáticos y las aplicaciones en energía eólica, con especial énfasis en tecnología lidar y en energía eólica marina flotante. La cátedra de Energía Eólica de la Universidad de Stuttgart SWE(se abrirá en una nueva ventana) participa en diversos proyectos de investigación nacionales e internacionales, que abarcan el desarrollo, la creación de prototipos y las pruebas sobre el terreno de dispositivos lidar de escaneado, el control de turbinas, el análisis de cargas en alta mar, la validación de datos a escala real, la dinámica de aerogeneradores flotantes, el diseño y la normalización. La asociación NEOWIND entre EOLOS, sowento y SWE resultó altamente complementaria, consolidando todos los conocimientos especializados bajo un mismo marco de colaboración. «La colaboración permitió integrar de manera efectiva el “hardware” lidar de escaneo único de SWE, las capacidades de desarrollo de “software” de primer nivel de sowento y el conocimiento en ingeniería de sistemas y operaciones marinas de EOLOS. En conjunto, este enfoque interdisciplinario y orientado a resultados ha sido fundamental para el éxito del proyecto», explica Jordi Puigcorbe, coordinador del proyecto.
Desarrollo del sistema modular lidar
El sistema de detección y medición de distancias por luz (lidar, por sus siglas en inglés) utiliza láseres para medir cómo varía la frecuencia de la luz tras reflejarse en partículas presentes en el aire. A partir de esta variación, conocida como efecto Doppler, es posible determinar la velocidad y la dirección del viento. El objetivo del LMS del proyecto NEOWIND es recopilar mediciones precisas del viento mediante equipos lidar instalados en cualquier tipo de plataforma flotante, como una embarcación o una boya de EOLOS. Las plataformas flotantes plantean desafíos específicos para las mediciones lidar, dado que el balanceo y la inclinación de la plataforma pueden introducir sesgos en los datos de medición. NEOWIND desarrolló algoritmos avanzados para compensar los efectos del movimiento de la plataforma e integrar señales de múltiples lidar en la misma plataforma. El «software» diseñado por sowento integra en tiempo real el movimiento de la boya y corrige su influencia sobre las mediciones de velocidad y dirección del viento. El sistema LMS permite determinar con precisión la dirección del viento y los parámetros de turbulencia. La solución tecnológica se validó mediante campañas de medición en condiciones operativas reales realizadas en el puerto de Róterdam y junto a una torre meteorológica(se abrirá en una nueva ventana) en el mar del Norte.
Una hoja ruta hacia la comercialización
Al término del proyecto, se habían cumplido la totalidad de los objetivos establecidos en el marco de NEOWIND. El sistema LMS incrementó de forma sustancial la precisión frente a las herramientas más avanzadas de procesamiento de datos eólicos disponibles hasta la fecha. Su arquitectura permite integrar distintas tecnologías lidar desplegables en diversos tipos de plataformas flotantes. Esta capacidad lo convierte en una herramienta de gran valor en todas las fases de un proyecto eólico marino: desarrollo, construcción y operación. En concreto, la validación, en un mismo prototipo de boya, de la combinación de un lidar de perfilado vertical y lidar de escaneo arrojó resultados muy satisfactorios. Estos resultados favorables han ayudado a obtener financiación adicional para continuar la investigación y el desarrollo en curso por parte de CETPartnership(se abrirá en una nueva ventana). Puigcorbe comenta: «El objetivo es transformar la evaluación de los recursos eólicos marinos mediante el desarrollo del primer producto comercial, a saber: un sistema lidar flotante y modular que integra tecnologías lidar de escaneo y de perfilado vertical, junto con procesamiento avanzado de datos». Estos avances reforzarán el mercado de la energía eólica al proporcionar a los promotores y operadores información técnica fiable para optimizar el emplazamiento y el rendimiento de los parques eólicos. El consorcio formado por EOLOS, sowento y SWE contó con cofinanciación del programa Horizonte Europa, del Centro para el Desarrollo Tecnológico y la Innovación (CDTI) de España y del Centro Aeroespacial Alemán (DLR).