Las renovables avanzan contra viento y marea

Estos parques e instalaciones suponen un gran reto para nuestras empresas que tienen que buscar nuevas soluciones tecnológicas para que estas infraestructuras no paren su producción y sigan siendo eficientes ante fenómenos naturales adversos. En muchas ocasiones, además, se añaden desafíos logísticos para su construcción y de mantenimiento para que estén siempre operativos. A veces hay que construir nuevas carreteras o variar los trazados de las existentes o trabajar por la noche o hasta montar un campamento porque no existen suficientes servicios hoteleros para el personal en los alrededores.

Se encuentran en los desiertos de Atacama, el Sahara, en los de Egipto; en el mar del Norte, en el Báltico o en el Atlántico; cercanos al Círculo Polar; en zonas de huracanes como el mar Caribe o de tifones como Tailandia; a más de 3.000 metros de altura en grandes cordilleras montañosas... Entornos que también hay que descarbonizar y que además ofrecen grandes ventajas para generar energía eléctrica a partir de fuentes renovables, porque reciben mayor irradiación solar y cuentan con un gran potencial eólico. Claro que cada instalación, cada parque, tiene una seña de identidad propia porque las empresas lo adaptan a las condiciones del entorno donde se ubica.

La temperatura es una magnitud clave para los aerogeneradores. Por ello, estos colosos molinos cuentan con sistemas que les permiten estar en funcionamiento con frío o calor extremos. «Ante bajas temperaturas, instalamos calentadores en la góndola del generador, así calentamos su ambiente interior, y reducimos la ventilación para conseguir mayor aislamiento de las condiciones exteriores. El sistema también calienta las palas para que no se forme hielo. Todo esto nos permite seguir operando a -30ºC. Son soluciones de una enorme complejidad y un coste elevado, que no se suelen instalar habitualmente», cuenta Patricia Cuenca, directora de Tecnología de Siemens Gamesa para el Sur de Europa, África y Latinoamérica.

Sin embargo, y aunque pueda parecer lo contrario, en esos entornos tan fríos los paneles fotovoltaicos están a sus anchas. «Incluso funcionan mejor. Hay instalaciones en los Alpes y al norte de Noruega donde se ha comprobado que funcionan muy bien a -20ºC. Más allá de esa temperatura no se suelen instalar porque no es rentable. En alta montaña incluso producen más porque hay más luz y por el reflejo de la nieve. En zonas polares, se juega con la inclinación y se suelen colocar en vertical porque el sol está más bajo y así captan mejor su luz. Y como son de silicio y aluminio, no contienen agua, por tanto no se congelan. Además al estar formados por pequeñas celdas, cada una es independiente de la otra ante posibles dilataciones», explica Héctor de Lama, director técnico de UNEF (Unión Española Fotovoltaica).

Los 50ºC del desierto no solo son un calvario para los seres humanos, también los gigantes eólicos necesitan refrescarse. En los aerogeneradores un sistema de ventiladores enfría la turbina. «Si alcanzamos los 45ºC operamos a máxima potencia con los ventiladores. A partir de esa temperatura, aún usando esas herramientas, tenemos que bajar la potencia para seguir vertiendo electricidad», comenta Cuenca. Un sistema de filtros de aire evita que entre polvo y arena del desierto en la góndola.

Las placas solares pierden eficiencia a partir de 25ºC, «pero poca», apunta De Lama. «A partir de esa temperatura y cada 10ºC baja el rendimiento un 10%. De tal forma que a 35ºC funcionan al 90%. Por eso, las instalaciones se diseñan teniendo en cuenta la electricidad que se va a producir en cada momento, tanto en días nublados como de extremo calor», indica. No obstante, las empresas toman sus precauciones. Por ejemplo, «para que no alcance altas temperaturas, se instalan sistemas de refrigeración en el convertidor que transforma la corriente continua en alterna», señala José Antonio Donamaria, gerente de Organización de Proyectos de Acciona Energía.

En los desiertos de dunas eólicas el polvo es el principal problema para la fotovoltaica. Si cubre el panel, las placas captan menos luz y baja el rendimiento. «Entonces hay que ser más eficiente en el mantenimiento. Hoy día hay robots que permiten la limpieza en seco: son una especie de cepillo que abraza a los paneles y los limpia», aclara De Lama.

Hay empresas como Acciona que utilizan drones para tareas de mantenimiento en los parques. «Revisan el estado de las palas y los componentes de los aerogeneradores. O realizan termografías para comprobar que las placas solares funcionan correctamente», comenta Donamaria.

La digitalización de las instalaciones es otra baza para contrarrestar los efectos de los fenómenos naturales adversos. A través de sensores, big data e inteligencia artificial se realizan mantenimientos preventivos y se pueden solucionar muchos potenciales daños en remoto. «Podemos predecir cuándo se va a producir una avería e intervenir antes de que ocurra, aprovechando condiciones climatológicas favorables», matiza Donamaria.

El viento es quizás uno de los elementos que más daño puede causar en las instalaciones. «Cuando se produce un tifón o un huracán el aerogenerador se para y los sistemas de control hacen que la máquina se coloque en la posición menos perjudicial para la integridad del aerogenerador. Así se evita la rotura de palas o de otros componentes», indica Cuenca.

Eso es posible porque los aerogeneradores de ahora son inteligentes. «Un sistema con infinidad de sensores (velocidad del viento, temperatura, humedad, salinidad...) controla en tiempo real todas las variables del aerogenerador como la producción, si tiene que activar pausa, operar o parar... Además, todo se monitoriza en centros desde donde se hace un control remoto», dice Cuenca. Siemens Gamesa tiene cinco centros de control remoto en el mundo, que vigilan 31.000 turbinas en 2.000 parques eólicos 'onshore' y 'offshore' distribuidos por todo el planeta. Uno de ellos se encuentra en Pamplona. El 85% de las anomalías se pueden solucionar en remoto, aseguran desde esta compañía.

A los paneles solares, el viento no les afecta directamente, pero sí a la estructura sobre la que se asientan. Estas «no se cimentan con hormigón porque es caro y tiene un impacto medioambiental. Hoy día se clavan vigas metálicas en el suelo a 1,3 o 1,6 metros. Si el viento es fuerte llegan a una profundidad de dos metros. Se realizan estudios geológicos para conocer cómo de profundas van a estar esas vigas y conocer el terreno. Por ejemplo, en terrenos aluviales compactos estas vigas entran bien y es muy difícil que las levante el viento», explica De Lama.

La empresa asturiana Alusín Solar construye estructuras para instalaciones fotovoltaicas en zonas donde se producen huracanes, como El Caribe. «En esta región sabes que van a llegar vientos huracanados de 240 km/h, que pueden levantar un trailer. Y hay que contar además con el factor de la corrosión. Nuestro mayor reto es hacer bien los cálculos del viento y el diseño de la estructura. Tenemos que customizar nuestras estructuras al ambiente de destino», señala Javier Font, director general de Alusín Solar.

Es algo que también hacen en nuestro país. A más de 2.000 metros de altitud, los refugios de montaña y antenas de telecomunicaciones también se alimentan de la energía de placas solares. «En la montaña el viento tiene otra complicación: no hay edificios ni nada para pararlo. Además, en los refugios los paneles se colocan de forma muy vertical, por tanto ofrecen mayor resistencia a vientos que pueden alcanzar los 160 km/h. Y las torres de telecomunicaciones para el 112 no pueden dejar de funcionar nunca. El reto es el diseño de una estructura capaz de albergar paneles casi en vertical y soportar vientos en ráfaga con cargas brutales y que no se mueva, ni se caiga», indica Font.

El mar es un medio hostil para los gigantes eólicos. La salinidad, el agua.. pueden corroer los componentes de un aerogenerador. «Es una máquina eléctrica, con transformador, generador, cableado... Hay que evitar la entrada de agua en la góndola y en la torre. Buscamos soluciones para que sean más estancas y estén mejor selladas. A veces también hay riesgo de inundaciones en la parte baja de la torre e incluso diseñamos las cimentaciones con posibilidad de que se inunden», aclara Cuenca.

«Los equipos eólicos marinos están preparados con pintura y protecciones contra la corrosión, las salas de los aerogeneradores son cerradas con presión positiva de aire para que no entre nada del exterior, hay sistemas de ventilación que permiten mantener la temperatura interior y la humedad en condiciones estables para que no se produzca el efecto de la corrosión por agua salina. Además, se construyen sobre estructuras elevadas para que no les afecten las olas», añade Manuel Aguinaga, responsable de Operaciones y Mantenimiento de energía eólica marina de Europa Continental de Iberdrola.

Construir estos parques en esos entornos tan hostiles es otro de los desafíos para las empresas. «El diseño, las obras y tareas se adaptan a los horarios y épocas del año más propicias. Con temperaturas elevadas se construye por la noche y a primera hora del día y, en zonas ventosas, se aprovechan los momentos que no hay vientos», dice Donamaria. Son lugares donde además muchas veces no existen buenas conexiones, no hay carreteras, o se inundan, o se hielan o se cubren de nieve, o no hay recursos como el agua... Por ejemplo, en el complejo fotovoltaico Benban (Egipto), Acciona estableció un campamento «durante un pico de construcción pues no había infraestructura suficiente en los alrededores para alojar a todo el equipo de trabajadores de la planta», recuerda Donamaria.

En el desierto, Siemens Gamesa ha instalado el mayor parque eólico de Egipto: 125 turbinas en Ras Ghareb, junto al Golfo de Suez. «Es un parque de envergadura en una zona muy ventosa. Desde junio a septiembre es imposible montar los aerogeneradores porque el viento sopla a 10 metros por segundo. Esa velocidad tan alta puede hacer caer las grúas o las cargas. Aprovechamos las ventanas de viento, trabajamos de noche, lo que exige iluminación y más seguridad, transporte... E incluso en estas zonas con calor extremo y tormentas de arena, alguna vez hemos evacuado el emplazamiento», cuenta David Ordúñez, director de Proyectos de Siemens Gamesa para el Sur de Europa, África y Latinoamérica.

Aunque España pueda tener unas condiciones climatológicas más amables, los retos también existen para hacer llegar energía renovable a lugares muy inaccesibles. Para Siemens Gamesa fue todo un desafío logístico transportar aerogeneradores a dos parques asturianos: Nudo y Buseco. En el primero se trasladaron 49 gigantes eólicos a casi 2.000 metros de altitud, con pendientes del 32% de inclinación. Hablamos de palas de 57 metros, torres de casi 100 y góndolas de 120 toneladas que cruzaron escarpadas y estrechas carreteras.

En el de Buseco fue la primera vez que Siemens Gamesa utilizó en Europa tres elevadores a la vez con la técnica 'Blade lifter'. Cada uno transportó cada una de las tres palas que conforman un aerogenerador. Esta tecnología permite trasladar las palas (de 65 metros de longitud) casi de forma vertical, con unos 65 grados de inclinación. Además, los elevadores pueden girar la pala para evitar el efecto vela del viento, facilitando su desplazamiento por carreteras estrechas y en curvas cerradas. «Fue un trabajo complejo, además con lluvia, niebla, viento y nieve porque se realizó entre noviembre y enero», recuerda Ordúñez.

Por inaccesible o inhóspito o adverso que sea el entorno, parece ser que las renovables no tienen límites.