Un grupo de empresas vascas, lideradas por Iberdrola Ingeniería y Construcción ha puesto en marcha el proyecto Marinel. Cuyo principal objetivo es diseñar una subestación transformadora marina de grandes dimensiones capaz de evacuar hacia la red eléctrica más de 500 MW.
El proyecto surge de la necesidad de hacer frente al reto de la ubicación de las energías ‘off-shore’, la complejidad de las actividades de instalación, operación y mantenimiento o las restrictivas exigencias de suministro de corriente. Así, la principal novedad que pretende conseguir este diseño es ser capaz de flotar y autoinstalarse, lo cual permitirá un gran ahorro en las operaciones de transporte e instalación.
Esta iniciativa cuenta con el apoyo financiero del Departamento de Desarrollo Económico y Competitividad del Gobierno Vasco a través del programa Etorgai. Su presupuesto es de 10 millones de euros y los paquetes de trabajo previstos son los siguientes:
Fase preliminiar, cuyos objetivos pasan por:
- Estudiar, recopilar y evaluar las soluciones existentes actualmente en cuanto a subestaciones marinas autoinstalables.
- Definir las consideraciones y criterios básicos de diseño que faciliten el desarrollo de una instalación autoinstalable contemplando todo su ciclo de vida: ingeniería, fabricación, transporte, instalación, traslado y desmantelamiento.
- Selección del concepto a desarrollar.
Diseño Conceptual en el que se pretende:
- Realizar el diseño estructural de la subestructura de la subestación.
- Realizar el diseño estructural del topside.
- Analizar el comportamiento en la mar de la subestructura y del topside.
- Especificar los componentes y equipos que formarán parte de la subestación autoinstalable.
- Analizar la utilización del concepto desarrollado para su utilización en estaciones convertidoras (HVDC).
Optimización Eléctrica, durante la que el proyecto busca:
- Integrar e implantar los componentes, equipos y sistemas en el concepto de subestación desarrollado.
- Desarrollar soluciones para la transformación de energía eléctrica en plataformas offshore, con transformadores de potencia de hasta 240 MVA autoinstalables y sistemas de monitorización avanzada basados en sensórica de última generación.
- Diseñar y desarrollar equipos eléctricos bajo criterios de ecodiseño, destinados a la maniobra y protección de instalaciones eléctricas de primera categoría (para tensiones nominales de 72,5 kV)
- Desarrollo de sistemas de monitorización y control para aplicaciones off-shore.
- Desarrollar tecnologías de compensación de reactiva basadas en estudios del comportamiento de la descarga rápida de los condensadores de las baterías en ambientes con alto grado de sismicidad.
- Analizar y comparar las principales tecnologías asociadas a la mitigación de transitorios en la maniobra de conexión/desconexión de los equipos de compensación de reactiva.
- Realizar mediciones y estudios de transitorios que permitan un mayor conocimiento de estas tecnologías.
- Desarrollar nuevas tecnologías de protección y control basadas en mitigación de transitorios adaptadas a las condiciones de los parques off-shore.
Operaciones en Puerto: Una vez obtenido el diseño conceptual de la subestación, así como las especificaciones básicas de los equipos eléctricos que irán en el topside, los objetivos que se plantean para el PT4 son:
- Detallar las especificaciones, restricciones y requerimientos que condicionarán todo el procedimiento de fabricación del concepto.
- Describir en detalle todo el procedimiento de fabricación y montaje de la estructura en condiciones óptimas.
- Desarrollar toda la ingeniería relacionada con los procesos en puerto.
Operaciones en Mar: Una vez seleccionada la opción más favorable sobre la que se desarrollará la ingeniería conceptual, los objetivos de este paquete de trabajo son:
- Detallar los procedimientos requeridos para el transporte de la subestación off-shore, desde las instalaciones de fabricación hasta el emplazamiento off-shore.
- Detallar los procedimientos de instalación requeridos para el desarrollo de todas las actividades necesarias para la completa instalación y puesta en operación del conjunto.
- Analizar los riesgos que implican las actividades definidas anteriores desde el punto de vista de la seguridad y establecer las medidas mitigadoras de dichos riesgos.
- Definir un modelo de plan de seguridad aplicable a los trabajos marinos.
Análisis de Costes e Impactos Ambientales: El objeto de este paquete de trabajo es efectuar un análisis coste-beneficio de las diferentes alternativas tecnológicas contempladas en el proyecto, para la configuración de subestaciones off-shore. Dicho análisis se plantea desde una doble perspectiva: Económico financiera y de Análisis de ciclo de vida/Análisis de ciclo de vida de costes (en adelante ACV-ACCV). Los objetivos específicos propuestos de acuerdo a este doble enfoque son:
- Realizar un análisis coste-beneficio en el que se identificarán los costes totales asociados a las alternativas tecnológicas del proyecto y se valorarán las posibles alternativas.
- Realizar un análisis de ciclo de vida de las alternativas propuestas en el proyecto para obtener información relevante para su uso en los procesos de diseño y de toma de decisiones asociadas, e integrar las variables ambientales (ACV) y aspectos económicos (ACCV) en una misma fase analítica.
- Desarrollar una primera versión de una aplicación informática específica para subestaciones que facilite la aplicación de la metodología de ACV-ACCV, y que permita realizar un estudio más ajustado a las necesidades de la instalación objeto del proyecto. Asimismo, se llevará a cabo una batería de pruebas-piloto en subestaciones tanto de entornos on-shore como off-shore.
Difusión y Comunicación: El objetivo de este paquete de trabajo es dar a conocer y difundir el proyecto a todos los ámbitos potencialmente interesados en él. Existen dos públicos objetivo:
- Los miembros del Clúster de Energía del País Vasco y del Foro Marítimo Vasco. El objetivo es impulsar dentro de la Comunidad Autónoma Vasca nuevos proyectos líderes relacionados con las energías marinas.
- Todo tipo de entidades españolas o del resto de Europa. La idea es buscar financiación futura del 7º Programa Marco de I+D y localizar otras entidades europeas líderes en este sector interesadas en desarrollar soluciones novedosas al corto, medio y largo plazo para impulsar el desarrollo empresarial, económico y social del País Vasco.
Retos tecnológicos a los que responde
MARINEL supone un cambio fundamental respecto a las soluciones estándar actualmente utilizadas en el sector, en el sentido de integrar el diseño naval en un tipo de instalación que, pese a estar instalada en el mar, hasta ahora era transportada de una forma no flotante y con medios de grúas de alta capacidad.
El nuevo concepto implica dotarla de capacidad para flotar y autoinstalarse, minimizando así las costosas operaciones que se deben realizar en el mar para transportar e instalar la estructura, con la reducción de los riesgos que ello comporta.
También supone dejar de tratar la subestructura como una cimentación para ser integrada en un conjunto único junto con el topside.
Si bien todo esto supone un concepto novedoso en la «envolvente» de la subestación, también tiene consecuencias directas en toda la distribución interior de equipos e instalaciones, además de ser necesario considerar los esfuerzos a que se puedan ver sometidos en función de las capacidades de flotabilidad y navegación del conjunto.
El concepto de subestación que desarrolla MARINEL difiere, además, de lo existente en las magnitudes y la capacidad de transformación requerida, para posibilitar la evacuación de grandes instalaciones de generación (del entorno de 500MW).
Por otro lado, respecto a las soluciones autoinstalables existentes en la actualidad, el salto tecnológico que se pretende dar abordará el desarrollo del concepto para grandes dimensiones y pesos, hasta ahora no abordado en ningún proyecto, a partir de algunas debilidades detectadas en estos diseños, principalmente a través de la eliminación de trabajos a realizar en el mar durante la instalación, la mejora del comportamiento sobre el agua y la optimización de las operaciones de instalación y desinstalación de la estructura para aumentar sus límites operacionales y con ello ampliar al máximo las ventanas meteorológicas disponibles.
Los socios del proyecto son: Iberdrola Engineering & Construction, Arteche, Cluster Energía, Foro Marítimo Vasco, OASA Transformadores, Ingeteam, LaNaval, Ormazabal y Semantic Systems.