Ramón Blasco: “En el nuevo laboratorio de energías renovables podemos llegar hasta 25 aerogeneradores simulados en gran detalle”

Publicado el 29 octubre, 2020

 

Las instalaciones del Instituto ai2 estrenan laboratorio de energías renovables, el Lab for Advanced Converter Control for Electric Systems with near to 100% Power Electronic Penetration. Ramón Blasco, investigador principal, nos explica en esta entrevista alrededor de qué proyectos se está trabajando en estas instalaciones, con un gemelo digital de parque eólico. Además, nos cuenta los principales resultados del mayor proyectos en energías renovables llevado a cabo en Europa en el marco del programa H2020, el PROMOTioN.

¿Qué podemos encontrar en el nuevo laboratorio?

El laboratorio, financiado en gran parte por los Fondos FEDER de la Generalitat Valenciana en su convocatoria de Gran Equipamiento para I+D+i, cuenta con un gemelo digital de un parque eólico, con aerogeneradores independientes, incluyendo la simulación de toda la parte mecánica de los mismos, vibraciones, resonancias, etc., así como de toda la parte eléctrica. Podemos llegar hasta 25 aerogeneradores simulados en gran detalle, lo cual nos aproxima bastante a la realidad de un parque de entre 20 y 50 aerogeneradores, que suele ser el tamaño aproximado. Esto es interesante porque, en algunos casos, se han hecho pruebas con un solo aerogenerador y ha funcionado y, en cuanto se ha probado en un parque eólico completo, ha dado problemas. El equipamiento que tenemos aquí nos permite adelantarnos a ese tipo de problemas.

El gemelo digital también nos permite simular con mucho detalle todo el sistema eléctrico al cual se va a conectar el parque. De esta manera, si hace falta, como es nuestro caso, montar subestaciones especiales o de HVDC, podemos hacerlo. La idea es que contamos la parte física modelada en tiempo real y le podemos conectar los sistemas de control que va a incorporar un aerogenerador de verdad y un parque de verdad, y eso nos permite comprobar cosas que, en el sistema real, serían muy complicadas de realizar. Si quieres verificar, por ejemplo, qué pasa si hay un cortocircuito, es difícil probarlo en un parque de verdad. De este modo, se puede tener de forma muy avanzada la validación de los sistemas de control mucho antes de que el parque eólico sea construido.

¿Cuántas personas están trabajando en las nuevas instalaciones?

En total somos seis investigadores trabajando en estos momentos en el laboratorio. Sin embargo, el laboratorio ha sido posible gracias a la colaboración de diversos profesores del ai2, así como del Departamento de Ingeniería Electrónica y el Departamento de Ingeniería Eléctrica. También contamos con apoyo de investigadores de la Universitat Jaume I, a través del centro mixto Fetech, impulsado por el ai2.

Una de las ventajas, y más dada la situación, es que tenemos la posibilidad de conectarnos al laboratorio en remoto, lo cual cumple con uno de los objetivos del programa de la Generalitat, que era crear infraestructuras punteras, pero que pudieran utilizar distintos agentes de la Comunidad Valenciana.

Hay varios sistemas similares en España, sobre todo en empresas, pero con el nivel de detalle que permite este y el know-how que hemos aportado aquí, no.

¿En qué proyectos se enmarcan las investigaciones que se llevan a cabo en el laboratorio y con qué objetivo?

Trabajamos en diversos proyectos del plan nacional, del proyecto europeo PROMOTioN y de otros proyectos que tenemos en colaboración con empresas. Todos tienen la misma temática y son llevados a cabo, en gran parte, en este laboratorio.

Por un lado, nuestro objetivo en el marco del proyecto PROMOTioN es conseguir que los parques eólicos sean capaces de restablecer el sistema cuando ha habido un apagón, como ocurrió en Tenerife o en otros sitios. En estos momentos, la energía renovable no tiene esa funcionalidad. Este laboratorio nos brinda la posibilidad de demostrar que los equipos de control que hemos desarrollado van a poder cubrir esa funcionalidad antes de que se prueben de verdad. Tengamos en cuenta que un parque eólico marino típico requiere inversiones superiores a los 2000 millones de euros, con lo que es imposible probar nada si no está muy verificado.

Por otro lado, estamos intentando buscar sistemas electrónicos, electrónica de potencia que, unida a ese parque, nos permita reducir el coste que supone enviar la energía eléctrica -estamos hablando de parques marinos de corriente continua que precisan de estaciones convertidoras-. Nosotros tenemos propuestas que permiten mejorar esa eficiencia. La mejora es muy pequeña, a lo mejor, de un 0,5%, pero eso, durante 30 años, es un ahorro muy grande. Las soluciones en las que estamos trabajando permitirán que esas infraestructuras sean económicamente más viables y que tengamos precios de energía que sean más baratos que casi cualquier otra forma que energía.

Al final, el objetivo es buscar desarrollos que permitan la descarbonización, pero también que haya negocio y que los precios de la electricidad sean bajos.

El proyecto PROMOTioN, en el que el ai2 ha participado desde el principio, acaba de finalizar tras cuatro años de investigación. ¿Cuáles son los principales resultados?

El proyecto europeo, en el que participan 34 socios de diversos países, es el más grande del H2020 en energía renovable. Los objetivos principales eran facilitar la integración masiva de energía eólica marina en el Mar del Norte, donde la UE quiere instalar 250 gigavatios de eólica para cumplir los objetivos de 2050. La energía eólica que tenemos en España aporta aproximadamente el 20% de la electricidad de toda España. Multiplicando eso por 10 y teniendo en cuenta que los molinos, en el mar, producen más, estamos hablando de que en el Mar del Norte se podría suministrar más de tres veces el consumo de toda España.

Nosotros hemos aportado a PROMOTioN nuevos sistemas de control (grid-forming) que, con cambios mínimos en el aerogenerador, permiten aumentar la eficiencia del sistema a base de desarrollos más sencillos o más ligeros. Eso, en el mar, es muy importante. Cualquier kilo en una plataforma en medio del mar es importante. Ese sistema de control también aportaría nuevos servicios, como hablábamos antes. Si podemos restaurar el servicio con la misma inversión, hay más retorno para las empresas. También conseguimos, con ese tipo de tecnología, que el parque eólico sea más inteligente y, por lo tanto, se alimente zonas marinas sin conexión con la tierra: plataformas petrolíferas u otras instalaciones que pierden su conexión a tierra, sin recurrir a un generador diésel en medio del mar.

Todo esto hace que sea mejor desde el punto de vista medioambiental y económico.

Esta funcionalidad también hace que todo el sistema sea más estable, lo cual permite que en algunos casos pueda conectarse un mayor número de de aerogeneradores al parque de forma segura.

Ref.: (IDIFEDER/2018/036) Acción cofinanciada por la Unión Europea a través del Programa Operativo del Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) de la Comunitat Valenciana 2014-2020


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