Almacenamiento de energía eólica marina

¿Y si se pudiera producir energía renovable en los parques eólicos marinos en ausencia de viento? A continuación nuestra colaboradora Patricia Bueno Ayuso nos presenta el nuevo enfoque desarrollado por investigadores del MIT (Massachusetts Institute of Technology) que podría resultar revolucionario para  el sector eólico. ¡Esperamos que lo disfrutéis!

El problema fundamental que presenta la energía eólica marina es el mismo que presenta la solar: es una fuente primaria de energía intermitente e impredecible. Pese a su prometedor futuro como abastecedora de electricidad de las demandas energéticas del mundo moderno, estas fluctuaciones no controlables y la falta de constancia convierten esta energía renovable en una solución incierta. Por ello, el MIT  ha desarrollado un nuevo diseño de almacenamiento que proporciona una fuente energética fiable, solventando unos de sus puntos más débiles.

Se trata de un novedoso concepto de turbina eólica flotante anclada en el lecho marino mediante esferas huecas de hormigón capaces de transformar el agua en electricidad y, a su vez, funcionando como almacenamiento de energía excedente para momentos de ausencia de viento. De tal modo que permitiría que la energía generada por los parques eólicos flotantes pudiera ser almacenada y luego devuelta al sistema según la fluctuación de la demanda de la red teniendo en cuenta la imprevisibilidad  de la generación de las turbinas.

Parque Eólico Offshore. Fuente: Massachusetts Institute of Technology (MIT)

Las turbinas eólicas generalmente están conectadas al sistema eléctrico y aportan energía a éste siempre y cuando exista una demanda del otro lado de la red. Si el consumo disminuye, el excedente de generación eventualmente accionaría una bomba hidráulica que evacuaría el agua contenida en el interior de la esfera.  Si se tiene en cuenta que la esfera esta sumergida a más de 400 metros de profundidad se cuenta con una presión de  columna de agua de igual altura o unos 40 Kgm/cm2. Cuando el viento disminuye en la superficie, la misma turbina hidráulica que extrae el agua del interior de la esfera invierte su giro y genera energía eléctrica a partir del reingreso de agua dentro de la esfera. Este “amortiguador”  puede garantizar la entrega constante de electricidad al a red aun cuando el viento que acciona la turbina no esté presente.

Fuente: Energynews

El peso de la estructura de hormigón de las esferas, tanto vacías como llenas, con un espesor de 3 metros en sus paredes, sería suficiente para mantener en el fondo marino el sistema. El proceso para llevarlas hasta el lecho marino sería arrojarlas en tierra y posteriormente remolcarlas rodando hasta su posición final mediante barcazas remolcadoras construidas especialmente para este fin ya que en la actualidad no existe ningún navío capaz de manejar tal carga de esas dimensiones.

Con respecto al hormigón necesario para la construcción de las esferas, se estima que un parque eólico marino necesitaría un volumen entorno a 3,33 millones de metros cúbicos.  Incluso los investigadores plantean la utilización de grandes cantidades de cenizas de centrales de carbón existentes en lugar de cemento para reducir así las emisiones de dióxido de carbono.

Según los cálculos de sus creadores, una estructura de 25 metros de diámetro ubicada a 400 metros de profundidad (sería rentable desde los 200 metros) podría almacenar hasta 6 MW por hora de energía. Por tanto, mil de estas esferas podría almacenar y suministrar tanta energía como una central nuclear durante varias horas. Es decir, tendríamos una fuente fiable (constante) de energía. Además, como ventaja sobre una planta nuclear o de carbón, este sistema tendría un proceso de incremento en la entrega de potencia efectiva mucho más rápida y en pocos minutos también podría apagarse.

Esferas como almacenamiento de energía. Fuente: Neoteo

Otra ventaja es que el sistema estaría conectado a la red, es decir, las esferas podrían almacenar no sólo energía procedente del viento, si no que podrá utilizar energía de otras fuentes fluctuantes como paneles solares o centrales de carga base. Todo ello reduciría la dependencia de las plantas de pico de potencia, ya que suelen ser menos eficientes.

En combinación, las turbinas flotantes y esferas de almacenamiento submarinos podrían proporcionar abastecimiento fiable de energía sobre demanda, excepto durante períodos prolongados de ausencia de viento.  Además, un emplazamiento en alta mar proporcionaría el beneficio de acceder a vientos más fuertes que los que habitualmente se encuentran en tierra firme,  El equipo de investigadores calculó que la profundidad óptima para las esferas sería de unos 750 metros, pero rápidamente podrían convertirse en rentables en aguas menos profundas.

El equipo de investigadores del MIT construyó un prototipo de 30 pulgadas de diámetro en el año 2011, que funcionó bien a través de ciclos de carga y descarga, lo que demuestra la viabilidad de la idea. En cuando a cifras económicas,  calculan que cada esfera podría tener un coste de 9 millones de euros, cantidad que podría reducirse según se fuera afianzando la técnica.

Sin duda, un sistema innovador y revolucionario podría solucionar  el problema de constancia y fluctuación que presenta la energía eólica marina.

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