Previsión del tiempo en el Mar del Norte para parques eólicos offshore

"El Mar del Norte será el mayor centro de energía verde del mundo." Declaró el primer ministro de Bélgica, Alexander De Croo, durante la cumbre de Ostende, el 24 de abril de este año. Nueve países europeos se comprometieron a multiplicar la capacidad de parques eólicos offshore en el Mar del Norte por ocho veces los niveles actuales hasta 2050, ¡alcanzando una producción de 300 GW!

El desafío es enorme, pero esta región posee un vasto potencial en generación de energía. Actualmente, ya es la principal generadora de energía eólica offshore del mundo, con Europa responsable del 80% de la producción global, principalmente en el Mar del Norte, donde ya existen cerca de 2630 turbinas.

Las condiciones de mar y tiempo, como viento y oleaje, impactan directamente estos parques, desde la construcción, generación de energía hasta el mantenimiento de toda la infraestructura. Y, para garantizar la eficiencia y la seguridad de las operaciones, las empresas que gestionan parques eólicos offshore necesitan realizar visitas y mantenimientos frecuentes en cada turbina.

Es en este contexto que la inteligencia climática desempeña un papel fundamental, proporcionando previsiones hiperlocales de alta precisión en una plataforma inteligente. De esta forma es posible:

1. Evitar viajes frustrados de las embarcaciones;

2. Identificar qué turbinas están en condiciones seguras para mantenimiento;

3. Facilitar la toma de decisiones diaria.

Continúa leyendo para saber más sobre las condiciones de oleaje en el Mar del Norte y el impacto sobre las operaciones en el parque eólico offshore de Dan Tysk de Vattenfall. Además de cómo la utilización de previsiones de oleaje de alta precisión puede potenciar la capacidad y traer beneficios significativos para este sector en expansión.

Del combustible fósil a la energía eólica

Vattenfall, una de las principales empresas de energía renovable, está presente en la mayor parte del norte de Europa, con sede en Suecia. Fundada en 1909, la empresa viene recorriendo un camino de transición energética con un objetivo claro y alineado con los compromisos del Acuerdo de París: permitir una vida libre de fósiles en una generación.

Actualmente, Vattenfall opera más de 1.200 turbinas eólicas con una capacidad instalada total de aproximadamente 4,4 GW en cinco países europeos.

El parque eólico offshore de Dan Tysk, ubicado 70 km al oeste de la isla de Sylt y cerca de la frontera con Dinamarca, es uno de los primeros grandes parques eólicos marinos construidos en el Mar del Norte alemán. Y también el primero donde se realizó un estudio de beneficios con la inteligencia climática de i4cast®.

Impacto de las condiciones climáticas en parques eólicos offshore

Existen dos desafíos operacionales principales relacionados con las condiciones climáticas en la gestión de los parques eólicos offshore.

1. Navegación hasta el parque, que puede estar a decenas de kilómetros de la costa.

2. Mantenimiento de las turbinas, cuya distancia entre ellas varía en torno a 1000 metros.

Estas operaciones involucran un alto costo con equipos, insumos y mano de obra especializada, además de la seguridad de activos y, principalmente, de las personas involucradas.

En el caso del parque eólico offshore de Dan Tysk, oleaje con altura superior a 1,5 metros hace riesgosa la transferencia de técnicos para el mantenimiento de las turbinas usando embarcaciones de transferencia de tripulación (CTV). Ya embarcaciones mayores de operación de servicio (SOV) pueden ser utilizadas con oleaje de hasta 2,5 m.

Condiciones de oleaje en el Mar del Norte

Entre el 17 de diciembre de 2022 y el 07 de febrero de 2023, sensores instalados en DanTysk registraron 639 ocurrencias de oleaje con altura mayor de 1,5 metros y 331 de oleaje mayor de 2,5 metros.

Este resultado muestra que las operaciones estuvieron restringidas el 76% del tiempo y en el 39% del tiempo analizado, las condiciones ambientales imposibilitaron las operaciones.

El oleaje mayor de 2,5 metros ocurrió en 16 eventos continuos, con duración máxima de 87 horas (3,6 días) y mínima de 3 horas. Además de la alta frecuencia de oleaje alto, un evento extremo con olas de hasta 7 metros de altura también fue registrado por el sensor a mediados de enero de 2023.

Previsión de oleaje en el Mar del Norte

Durante ese período, i4cast® previó 314 de las 331 ocurrencias de oleaje con altura superior a 2,5 m registradas por el sensor, con 6 horas de anticipación. La tasa de acierto o precisión para oleaje mayor de 2,5 metros fue del 87% para 6 horas de previsión y se mantuvo por encima del 81% en las 24 horas de previsión.

Esta precisión de i4cast® fue 15% mayor que la alcanzada por la previsión global.

En cuanto a los eventos continuos, i4cast® previó 14 de los 16 eventos reales, siendo 3 más que la previsión global, con 6 horas de anticipación. Esto representa una mejora de casi 30% con relación a la previsión global.

Por lo tanto, i4cast® fue capaz de prever una mayor cantidad de eventos y con más precisión como se ejemplifica en el recorte abajo. Lo que trae beneficios significativos, como mayor seguridad, reducción de los costos de operación de las embarcaciones y uso eficiente de los recursos.

Beneficios similares también fueron obtenidos para el Puerto de Açu, Santos Brasil y en el río Rin.

Beneficios de la inteligencia climática para la gestión de parques eólicos offshore

Los parques eólicos offshore en el Mar del Norte demandan un flujo frecuente de embarcaciones en una región con condiciones ambientales intensas y, por lo tanto, una constante necesidad de toma de decisiones con gran impacto en la seguridad de las personas y uso de los recursos.

Tener acceso a información precisa y en tiempo real reunida en una plataforma intuitiva y personalizada para la toma de decisiones diarias resulta en ahorro de tiempo y recursos, además de aumentar la seguridad y la eficiencia de las operaciones. En palabras de Simon Jury, especialista en previsión marina en Vattenfall:

"Las previsiones climáticas con resolución 'tradicional' nunca serán capaces de describir completamente las variaciones de altura del oleaje en un parque eólico offshore, debido a los cambios en la batimetría, a los efectos de la infraestructura del lugar y a las complejidades de las líneas costeras.

El uso de un modelo de previsión hiperlocal toma esto en consideración y nos permite prever las condiciones en cada ubicación de las turbinas, mostrando qué áreas del sitio son adecuadas para operaciones y cuáles no lo son.

Además, cuando se combina con observaciones de altura del oleaje de 2 o más fuentes, el modelo puede proporcionar un mapa de altura del oleaje en tiempo casi real del lugar. Esto representa un cambio significativo en el desempeño de las previsiones, mejorando la seguridad, reduciendo la necesidad de múltiples sensores de oleaje en el sitio y disminuyendo los costos de operación de las embarcaciones."

Esto aplica tanto para el mantenimiento del parque eólico Dan Tysk de Vattenfall como para los muchos otros que están por venir hasta 2050.

Para conocer los beneficios de i4cast® en su operación, solicite un trial.