OceanX, la plataforma de energía eólica flotante de capacidad única más grande del mundo, se embarcó en su viaje desde Guangzhou hasta el parque eólico marino Yangjiang Mingyang Qingzhou IV en Guangdong, China. Después de un remolque de 191 millas náuticas y más de 50 horas, la llegada de la plataforma marca el comienzo de una nueva era en energía verde, preparada para establecer el estándar para la tecnología de energía eólica marina.
Desarrollada por Mingyang Group, esta plataforma de turbinas eólicas flotantes está dispuesta en forma de ‘V’ y lleva dos turbinas eólicas marinas de 8,3 MW. Con una capacidad total de 16,6 MW, se puede utilizar en una amplia gama de zonas marítimas de todo el mundo con profundidades de agua de más de 35 m.
El impulsor OceanX alcanza los 219 m en su punto más alto y una anchura máxima de unos 369 m en el aire. Toda la plataforma del aerogenerador tiene un desplazamiento total de 15.000 t y un calado de remolque de 5,5 m. Una vez en funcionamiento, se espera que produzca 54 millones de kWh al año, suficiente para abastecer de energía a 30.000 hogares de tres personas durante un año.
OceanX avanza en la innovación de las turbinas eólicas mejorando la tecnología de los componentes centrales, impulsando el refinamiento tanto estético como funcional en el diseño y la fabricación.
La base flotante es el componente clave de las turbinas eólicas flotantes en las profundidades y distancias del mar. A diferencia de las cimentaciones flotantes de acero tradicionales, la cimentación flotante de OceanX consta de tres flotadores, brazos de hormigón y conectores.
Es pionero en el uso de hormigón de rendimiento ultraalto con una resistencia a la compresión superior a 115 MPa para la construcción de cimientos flotantes, un material cuatro veces más resistente que el hormigón estándar, lo que mejora significativamente la capacidad de carga. La base flotante también utiliza una estructura de ensamblaje de hormigón pretensado de alta resistencia, lo que facilita la fabricación modular y por lotes, lo que reduce sustancialmente los costos de construcción.
Mingyang ha aprovechado la tecnología de pretensado de cajones en su construcción de hormigón prefabricado, enfatizando el sellado de la interfaz y la precisión del proceso de pretensado. Con 1500 hilos de acero enhebrados expertamente a través del brazo del cuerpo flotante, ha controlado meticulosamente las fuerzas de tensión y ha garantizado una tensión uniforme en la cara del extremo durante toda la construcción.
OceanX también presenta un diseño de flotador de vanguardia, que utiliza material en capas para reemplazar el acero tradicional o los materiales híbridos. El flotador aligera los flotadores y se adapta a su forma curva. Los tres flotadores elipsoidales aerodinámicos ofrecen una resistencia reducida a las olas y permiten la rotación lateral, proporcionando potencia de guiñada. Las pruebas rigurosas confirman que la forma aerodinámica logra un equilibrio ideal entre estabilidad y capacidad de carga.
En particular, alojar dos turbinas eólicas en una sola plataforma flotante puede reducir significativamente el costo por kilovatio, así como también reducir el área marítima requerida y los gastos de mantenimiento operativo.
OceanX, con su robusta base flotante, presenta la integración de dos torres en configuración en ‘V’, lo que marca una primicia en plataformas eólicas marinas.
La torre de OceanX, con su diseño elíptico alargado, maximiza la exposición al viento a lo largo de su eje más largo, superando significativamente la del eje más corto. Al alinear la torre con la dirección del viento en un ángulo óptimo, el área de la plataforma eólica aumenta efectivamente, lo que permite una alineación más rápida con el viento y aumenta la eficiencia de la captura de energía eólica. Además, las torres están equipadas con un sistema de doble acceso para ascensores y escaleras, garantizando la comodidad y seguridad del personal durante el ascenso y descenso.
Además de la evolución de la forma de la turbina eólica, Mingyang también amplía los límites de la aplicación del sistema atirantado, instalándolo por primera vez a nivel mundial en una turbina eólica.
OceanX ha aprovechado el marco espacial de su sistema de torre, integrando el sistema atirantado de cordones de alta tensión más grande del mundo. Una robusta red de 13 cables principales y seis auxiliares tensa de manera eficiente la estructura principal, la torre y los cimientos flotantes, estableciendo un mecanismo tensor estable entre los componentes de la turbina eólica. Este innovador diseño atirantado ha redefinido la ruta de transferencia de carga de las turbinas eólicas tradicionales. En lugar de que la torre soporte todas las cargas del impulsor y la gravedad, el sistema distribuye la carga de gravedad de la torre a los cables de tensión, y ahora la torre solo soporta parcialmente las cargas del impulsor. Esta redistribución estratégica aligera significativamente la carga de la torre, permitiendo un diseño estructural ágil y liviano.
Para integrar perfectamente los 200 m de largo y 18 cm de diámetro. cables entre la turbina eólica, la torre y los flotadores, OceanX emplea una combinación precisa de pretensado gradual, monitoreo multidimensional y tensado sincronizado. Esto garantiza que los 13 cables principales alcancen sus especificaciones de pretensado individuales y puedan pretensarse hasta una fuerza máxima de 350 t, optimizando la integridad estructural y el rendimiento del sistema de turbina eólica.
En la torre en forma de V, dos motores principales están equipados con impulsores paralelos, cubriendo un área de barrido de más de 52.000 m2, comparable al tamaño de siete campos de fútbol estándar. Con las puntas de las palas del impulsor a solo 5 m de distancia, este diseño pionero optimiza el paso del impulsor y la eficiencia del viento al tiempo que aprovecha la forma de V de la torre. Garantiza la seguridad del impulsor y mejora tanto la captura del viento como la estabilidad estructural.
Al arrancar, los impulsores giran en direcciones opuestas, lo que mejora la velocidad del viento en el área central y aumenta la generación de electricidad a partir de la energía cinética del aire en un 4,29% en comparación con una sola turbina grande con un área de barrido equivalente.
En el contexto de todo el parque eólico, las palas más largas de una sola turbina pueden afectar significativamente a la turbina aguas abajo. OceanX emplea dos turbinas eólicas de pequeño tamaño, aprovechando el efecto de vórtice acoplado de la contrarrotación para mitigar las pérdidas de eficiencia en todo el parque.
OceanX utiliza un diseño a favor del viento, aliviando las limitaciones de altura de la torre para las palas, permitiendo un mayor movimiento y mejorando la eficiencia de generación de energía de la unidad a través de una captura de energía eólica flexible y eficiente.
Ante condiciones extremas de tifones, las turbinas eólicas flotantes deben diseñarse para soportar cargas de tifones de 360° desde el principio para garantizar la estabilidad y la seguridad. OceanX emplea un sistema de amarre de un solo punto, que permite que la plataforma gire de forma adaptativa con la dirección del tifón. Esto garantiza que la turbina eólica enfrente constantemente el viento entrante, independientemente de la trayectoria del tifón.
En el sistema de amarre, para resistir fuerzas equivalentes a un tifón de nivel 17, los cojinetes giratorios de alta precisión de la torreta deben ofrecer una capacidad de carga excepcional y un sellado submarino superior. Para garantizar la operación marítima estable de OceanX, Mingyang ha ensamblado meticulosamente el sistema de torreta, cumpliendo con estrictos estándares y demandas de precisión.
Los datos revelan que la solución de amarre de un solo punto reduce la carga última sobre la estructura de soporte en un 40%, mejorando significativamente la seguridad y estabilidad de la turbina eólica en condiciones de tifones. La implementación de esta tecnología impulsa la estandarización y la eficiencia de las operaciones en tierra para equipos marinos y de ingeniería.
OceanX también es capaz de gestionar el estado total de la turbina para optimizar la eficiencia de la generación de energía y reducir el costo de mantenimiento, reduciendo así finalmente el costo nivelado de energía (LCOE) en diferentes condiciones ambientales.
En abril de 2020, se lanzó en Lake Quarry, Alemania, el prototipo a escala 1:10 de la plataforma de turbina eólica flotante de doble rotor OceanX. En octubre, había completado una operación de dos meses en alta mar en el Mar Báltico, soportando pruebas equivalentes a 72 m/s. vientos y olas de 30 m, y obtuvo un certificado de viabilidad de la DNV.
