Turbinas eólicas de record

El reciente anuncio de la nueva turbina offshore de 14MW y rotor de 222m de SiemensGamesa es el penúltimo capítulo de la historia de hitos tecnológicos a los que nos tiene acostumbrados la industria eólica. Año tras año nos seguimos sorprendiendo de hasta donde es capaz de llegar la ingeniería eólica y nadie se atreve ya a fijar un límite al crecimiento en tamaño, potencia y fiabilidad de los aerogeneradores.

Para todos los amantes del libro Guiness de los Records, ahí va mi particular selección de turbinas que, por una razón u otra, son merecedoras de pasar al olimpo eólico.

1. La más potente en operación: Haliade 12X-220

Con un prototipo ya instalado y en funcionamiento desde Nov-19 en el puerto de Rotterdam, GE puede sacar pecho por tener la turbina más potente por capacidad nominal (12MW) y el rotor más grande (220m). Y este puesto de privilegio lo mantendrá al menos hasta 2022 cuando se produzca la instalación del prototipo de SiemensGamesa que llegará a 15MW y 222m de rotor.

Sus dimensiones son colosales: pala de 107m (en una sola pieza), nacelle de 20m de largo, 10m de alto y 600t de peso…

2. La torre más alta: Torre Max Bogl de 178m (parque Gailord en Alemania)

Este es un proyecto único, no solo por tener las torres eólicas más altas jamás construidas, sino porque forman parte de un proyecto de almacenamiento de energía en tanques gigantes de agua que se llenan con la energía eólica y se descargan en generadores hidráulicos

Son torres de hormigón con secciones preconstruidas y posteriormente instaladas en campo y las turbinas instaladas sobre estas torres son GE3.4-117 (parece que a GE le van los records).

Este parque está en funcionamiento desde final de 2017 pero no sabemos cuánto le durará este record ya que hay muchos proyectos y conceptos de torres en torno a 200m como la de  Nabrawind en España.

3. La más instalada en el mundo: GE1.5 series

De nuevo GE a la caza de un nuevo record. En este caso, es bastante discutible porque al existir plataformas de producto que van lanzando modelos con diferentes rotores y tecnologías evolucionadas, según como fijemos el criterio, habría varios candidatos como la 2.0MW de Vestas.

Pero si nos fijamos en el modelo más instalado sin grandes cambios de diseño y basado en el mismo concepto, creo que la GE1.5 es la ganadora clara. Ya en 2009, GE anunciaba que se habían instalado más de 12.000 unidades y en 2015 se publicó que se habían alcanzado las 15.000 unidades. GE fue durante muchos años una compañía monoproducto cuya turbina se adaptaba muy bien al mercado USA y donde las instalaba como churros. Quién no se acuerda de los rotores 70, 77 y 82m.

La historia de este modelo está muy ligada al nacimiento de la industria eólica en USA. Uno de los pioneros del sector, Jim Dehlsen, fundó Zond energy que posteriormente fue adquirida por Enron. Durante aquella época, el dinero fluía sin problema y Zond/Enron compraron al tecnólogo alemán Tacke. Fue con la tecnología de Tacke con la que se diseñó la 1.5MW. En 2002 explotó el escándalo de Enron y GE compró la parte eólica, incluyendo la máquina 1.5MW que sería a partir de ese momento su producto estrella. Volviendo a Jim Dehlsen, probablemente a muchos os suene este nombre ya que años después fundaría Clipper Wind.

4. La turbina flotante más grande: Vestas V164-8.4 MW en WindFloat Atlantic

Por fin alguien rompe la dictadura de records de GE. El proyecto flotante de WindFloat que recientemente se ha instalado en las costas portuguesas consta de 3 turbinas Vestas de 8,4MW y 164m de rotor que se encuentran sobre una estructura flotante en una zona de 100m de profundidad. Es un proyecto conjunto de Principle Power, Vestas, EDP, Repsol y Engie y entre los suministradores está la española Navantia.

Veremos si el próximo proyecto de Equinor Hywind Tampen que inicialmente tendrá 11 unidades de SG8.0-167, además de quitarle el record de rotor más grande, se queda también con el de potencia nominal a través de algún uprate de máquina.

5. La turbina con más horas en operación: TVind-Kraft con 42 años en operación

Este es otro récord difícil de confirmar, pero este modelo merece unas líneas.

Se instaló en 1978 y fue un proyecto comunitario que nació en la escuela de TVind (Dinamarca). Lo curioso es que, un proyecto mastodóntico y revolucionario para la época pudiera ser llevado a cabo gracias a un esfuerzo de voluntarios pseudo-amateurs.

La turbina produce casi 1MW de potencia y tiene un rotor de 54m. El generador original era de casi 2 MW pero posteriormente se vio que con las palas instaladas y el control, no iba a ser posible alcanzar la velocidad de giro necesaria para alcanzar esa potencia y se limitó a 900kW. Este modelo fue un precursor del llamado concepto danés que después desarrollarían Vestas y Bonus con gran éxito. Como curiosidad, Vestas y Gamesa tendrían muchos años después un modelo G52-850kW casi calcado en dimensiones al TVind.

La turbina sigue funcionando como un orgullo para toda la industria eólica danesa y aunque casi todos los componentes han tenido que ser sustituidos y renovados, se puede decir que es la turbina moderna más longeva del mundo

6. El diseño más especial: EcoSwing en Dinamarca

En este apartado podíamos haber incluido algún otro finalista como la Clipper Liberty 2.5MW con su drive train modular o LeitWind con su diseño de mirador en la torre.

Pero recientemente he visto este modelo y me ha parecido muy especial y atrevido: una turbina bipala con pitch parcial de pala y elementos eléctricos “colgados” de la torre. Y por si eso no fuera suficiente, con el primer generador superconductivo del mundo

La turbina es la Envision 3.6MW-128m, un modelo direct drive que originalmente estaba equipada con un generador de imanes permanentes pero que, como parte del proyecto europeo de I+D EcoSwing, se ha sustituido por un generador superconductivo. Las ventajas de un generador superconductivo son claras: no tiene resistencia eléctrica al trabajar a muy bajas temperaturas por lo que sus dimensiones y peso son reducidas y además no tienen pérdidas. Es un campo en el que se ha trabajado mucho y en el que fabricantes como Gamesa o entidades como Tecnalia a través del proyecto europeo SupraPower han desarrollado prototipos pero que nunca han alcanzado el mercado. Es posible que cuando se diseñe la próxima generación de turbinas offshore de 20MW, haya que recurrir a esta tecnología, pero por el momento, los generadores PMG han demostrado ser muy competitivos incluso en los diseños de 15MW.

7. La turbina onshore más potente: Enercon E-126 7,5MW

Está bien, reconozco que esta categoría está hecha a medida para la E-126 pero es que no podía cerrar el post sin incluir esta leyenda del sector. 7,5MW con un rotor de sólo 127m (592 W/m2 de densidad de potencia!! cuando los modelos actuales offshore están en torno a 350 W/m2). Este modelo es la evolución de la mítica E-112 4.5MW que nació en 2002 y que, dado su coste, no hubo manera de venderla. Dado el diseño de Enercon, lo más fácil fue hacer crecer el generador y se lanzó la E112-6 MW en 2005 que tampoco triunfó. Ya fue en 2010 cuando se lanzó la tercera generación con mayor rotor y potencia y ésta sí que se vendió algo más (aunque dudo que fuera muy rentable).

El gran error de este modelo es que todo, excepto las palas, era gigante (y por lo tanto muy caro): sólo el generador pesaba 220t. Recuerdo que en su día, Enercon anunció que se había mandado fabricar un grúa especial para montar este modelo.

Se han hecho muchos paralelismos entre este modelo y el también mítico Gamesa G10X pero no creo que sean justos. La E112 fue un hito de la ingeniería sin ningún sentido de mercado mientras que la G10X estuvo mucho más cerca del éxito comercial y su diseño, como se ha demostrado años más tarde, era el adecuado para la nueva generación de turbinas onshore. Pero esto daría para otro post…

Se han quedado muchos modelos fuera que seguro merecían estar en el olimpo de las turbinas así que las reservo para una segunda parte. A la velocidad con la que evoluciona esta industria, mucho me temo que tendré que revisar este ranking cada poco tiempo.