Dimensionado de componentes, estudio de actuaciones y coste de producción de energía de un aerogenerador marino

Abstract

En las últimas décadas han saltado las alarmas del calentamiento global, se han logrado avances tecnológicos en el campo de la energía y se han acordado políticas de transición energética hacia un sistema descarbonizado. El conjunto de países que forman la UE redujo sus emisiones de gases de efecto invernadero en un 23% entre 1990 y 2016, y su objetivo para 2030 es lograr, al menos, una reducción del 40% de estas emisiones. Debido a que el viento es un recurso muy bien conocido y explotado históricamente, actualmente la energía eólica es, junto con la energía solar fotovoltaica, la más madura y eficiente de las energías renovables que se encuentran en su etapa de comercialización. El recurso eólico es abundante en el mar, y aunque la eólica marina represente un desafío tecnológico mayor que la energía eólica terrestre, la proyección a futuro de la capacidad y del coste de este medio de generar energía han motivado la realización de este estudio que busca principalmente validar la viabilidad de la energía eólica marina a través del diseño teórico de un aerogenerador marino. Dicho diseño se compone de un modelo estadístico de predicción del viento en emplazamientos marinos, un modelo aerodinámico que permite estimar la producción energética esperada y un modelo de masas y costes, que permite dimensionar el aerogenerador y ofece una estimación del coste de obtención de la energía.

In recent decades the alarms of global warming have been raised, technological advances have been made in the field of energy and policies for energy transition towards a decarbonised system have been agreed. European Union reduced their greenhouse gas emissions by 23% between 1990 and 2016, and its goal for 2030 is to achieve at least a 40% reduction in these emissions. Because wind is a very well known and historically exploited resource, wind energy is currently, along with photovoltaic solar energy, the most mature and efficient renewable energy in its commercialization stage. The wind resource is abundant in the sea, and although offshore wind energy represents a greater technological challenge than onshore wind energy, the future projection of the capacity and cost of this source of energy have motivated this study, that mainly intends to validate the viability of offshore wind energy through the theoretical design of an offshore wind turbine. This theoretical design is based on a statistical model of wind prediction in offshore locations, an aerodynamic model that allows estimating the expected energy production and a model of costs and masses that allows the wind turbine to be dimensioned and offers an estimation of the cost of energy.