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Methodology to Evaluate Offshore Wind Power Plant Electric Topologies

Doctorando/a:
Ander Madariaga Álvarez
Año:
2013
Personas encargadas de la dirección:
José Luis Martín, Inmaculada Zamora
Descripción:

El desarrollo de una planta de energía eólica en alta mar puede durar entre siete y diez años, dependiendo de la escala de la planta y de la situación de la cadena de suministro involucrada. Las etapas del proyecto tienen generalmente un cierto solape y las iteraciones que implican a diferentes equipos son habituales para buscar buenas soluciones. A lo largo del proceso son necesarios diversos análisis de coste-beneficio para fundamentar las decisiones adoptadas, y los enfoques pueden diferir significativamente.

Estos equipos tienen el reto de ofrecer una solución técnica y económicamente viable para el subsistema que están diseñando. Además, deben hacerlo sin perder la perspectiva global de la planta y respetando las condiciones preestablecidas, ya que los cambios introducidos a posteriori suelen dar lugar a un aumento significativo en los costes.

Por otro lado, estos análisis tecno-económicos son también interesantes en relación con la investigación en ingeniería. Un investigador centrado en una mejora técnica para cierto subsistema de las plantas eólicas marinas debería sopesar el potencial beneficio derivado de la mejora propuesta con el aumento en el coste necesario para incluir esta innovación en el proyecto. Además, este análisis debe hacerse sin perder la perspectiva general del proyecto, ya que los estudios parciales pueden sobreestimar los beneficios derivados de las mejoras técnicas, y además, se puede malograr un tiempo precioso considerando alternativas técnicas que no son realistas debido a determinantes económicos, logísticos o de mantenimiento.

Sin embargo, realizar un análisis de coste-beneficio realista para un parque eólico marino es todo un reto. Las dificultades provienen de la complejidad técnica de la instalación, de la correlación entre variables técnicas, económicas y ambientales, y de la falta de datos debido a que la tecnología se encuentra en una etapa incipiente. Idealmente, estas evaluaciones deberían llevarse a cabo empleando una metodología que tenga un alcance tan amplio como sea posible, una formulación sencilla que posibilite la evaluación de un número suficiente de escenarios, y abierta a la consideración de las nuevas topologías propuestas por la comunidad investigadora.

En este contexto, esta tesis presenta una nueva metodología para realizar estudios tecno-económicos de topologías eléctricas para parques eólicos marinos. La propuesta está dirigida a investigadores en ingeniería y a ingenieros involucrados en la planificación de estos proyectos. La metodología presentada se basa en el análisis de tres aspectos relacionados: los parques eólicos marinos ya operativos, las tendencias tecnológicas a medio plazo y los estudios de evaluación publicados durante la última década. La formulación desarrollada se presenta en detalle, se citan las fuentes de información reseñables, se aclara el ámbito de aplicación y, a modo ilustrativo, se aplica la metodología a un caso de estudio.