Durante muchos años, las energías renovables han sido señaladas por ser una tecnología cara, necesitada de ayudas públicas para hacer viable su instalación. Sin embargo, en los últimos tiempos y gracias a la evolución tecnológica, las cosas han cambiado. Hoy es el día en el que tanto la energía eólica como la solar son ahora una de las formas más baratas de generar electricidad en muchos países del mundo. Este descenso de precios ha llegado gracias a la mejora tecnológica y las economías de escala, que en el caso de la eólica se ha conseguido a través de aerogeneradores cada vez más y más grandes.

Los primeros aerogeneradores comerciales de la historia nada tenían que ver con los colosos que se están instalando actualmente. De hecho, de ser vendidos hoy en día, serían prácticamente considerados como minieólica. Por internet se puede encontrar información del aerogenerador V20/100 del fabricante Vestas, uno de los primeros modelos de la empresa danesa en la década de los 80, que tenía 100 kW de potencia y 20 metros de diámetro de rotor. Otro claro ejemplo sería ell primer aerogenerador instalado en España, un Ecotecnia 12/15, con 12 metros de diámetro de rotor y 15 kW de potencia nominal.

Hoy, 40 años más tarde, el sector ha cambiado mucho. Los aerogeneradores han adquirido un tamaño que nada tiene que ver con el de los inicios de la industria. Ahora nos encontramos máquinas que en el peor de los casos alcanzan los 70-80 metros de altura de buje y rara vez tienen menos de 2 MW de potencia. Sin ir más lejos, la potencia media de los aerogeneradores instalados en Europa en 2018 fue de 2,7 MW y en España de 2,5 MW.

En nuestro país uno de los casos más significativos que nos muestran el salto de tecnológico que ha ocurrido en estos años es la repotenciación del parque eólico El Cabrito, que ha pasado de 90 aerogeneradores de 330 kW de potencia a 12 aerogeneradores de 1,5 y 3 MW (4 y 8 respectivamente). Otro ejemplo sería el parque eólico Malpica, que pasó de 69 aerogeradores a solo 7.

Un tamaño que no para de crecer

El principal factor que está empujando a los fabricantes a diseñar aerogeneradores cada vez más grandes y potentes es el cambio en la retribución a este tipo de energía. Antiguamente los parques eólicos gozaban de generosos sistemas de primas (feed in tariff) a un precio fijo establecido por el gobierno correspondiente. Ahora, ese precio se fija mediante subastas en las que se compite a la baja. Básicamente, estas subastas reducen tanto el precio como los promotores estén dispuestos a asumir. Es decir, quien promete una energía más barata es a quien se le adjudica el proyecto.

A esto se suma el brutal descenso de costes de la energía solar, que está empezando a salir victoriosa frente a la eólica en las subastas neutrales en tecnología.

Para poder competir con precios cada vez más bajos  y que sus aerogeneradores sean los elegidos por los promotores, los fabricantes están diseñando máquinas que produzcan más energía a menor coste económico. Y esto se consigue principalmente aumentando el diámetro del rotor (mayor longitud de pala), lo que a su vez permite más potencia nominal y más generación de energía. Otra de las técnicas extendidas para generar más energía en un mismo emplazamiento es utilizar torres más altas. A mayor altura, mayor recurso eólico.

Por otro lado, el hecho de instalar aerogeneradores de mayor tamaño también permite reducir el número de unidades por parque eólico, por lo que se reduce el coste de las infraestructuras asociadas a la instalación, entre otras partidas.

Todo esto ha derivado en que los fabricantes se hayan lanzado a presentar aerogeneradores con un tamaño cada vez mayor en lo que se ha convertido en una carrera por presentar la máquina más grande del mercado. Si lo que más se está instalando ahora mismo está en el rango de los 3-4 MW, lo que viene a partir de 2021 superará los 5 MW, prácticamente acariciando los 6.

Así son los nuevos aerogeneradores para competir en el rango de los 5 MW

El siguiente análisis corresponde solo a aerogeneradores para ser instalados en tierra, que dentro de la industria se denominan como onshore. Si hablamos de aerogeneradores marinos u offshore, las magnitudes aquí descritas se elevan a otra dimensión.

Una de las cosas más curiosas es que casi todos los aerogeneradores que se van a presentar a continuación son papel. La mayoría de los aquí descritos ni siquiera un existe en forma de prototipo. Apenas acaba de comenzar el despliegue comercial los aerogeneradores del rango de 4 MW, pero los fabricantes ya han presentado la gama de 5 MW.

Vestas

El fabricante danés presentó el pasado mes de enero su nueva plataforma EnVentus. Se trata de una plataforma basada en los aerogeneradores de MHI Vestas, la joint venture nacida del acuerdo entre el fabricante danés y Mitsubishi Heavy Industries que se dedica exclusivamente al negocio de la eólica marina.

Esta nueva plataforma cuenta con dos variantes: la V150-5.6 MW (rotor de 150 m), destinada a sitios de velocidad de viento media-alta y la V162-5.6 MW (rotor de 162 m) destinada a ubicaciones con condiciones de viento de medio-bajo.

Se espera que el primer prototipo V150-5.6 MW se instale en la segunda mitad de 2019, mientras que la producción en serie está programada para mediados de 2020. Para la V162-5.6 MW por su parte, se espera que el primer prototipo se instale a mediados de 2020, mientras que la producción comenzaría a finales de ese mismo año.

Siemens Gamesa

El fabricante Siemens Gamesa ha presentado recientemente su nueva plataforma onshore 5.X. Lo hizo durante la feria Wind Europe celebrada en Bilbao y coincidiendo con el segundo aniversario desde la fusión.

La nueva plataforma está compuesta por dos variantes: la SG 5.8-155 (rotor de 155 m) y la SG 5.8-170 (rotor de 170 m). Es última, con  170 metros de diámetro se ha convertido en el más grande de la industria onshore.

La instalación del primer prototipo de la SG 5.8-155 está prevista para mediados de 2020 y su fabricación para el último trimestre del mismo año. Para la SG 5.8-170, el primer prototipo se instalará en el tercer trimestre de 2020 y la producción comenzará en el primer trimestre de 2021.

General Electric Renewable Energy

General Electric Renewable Energy presentó en septiembre del pasado año su nueva plataforma Cypress. Fue el primer fabricante en presentar una turbina onshore de semejante tamaño, con una potencia de 4.8MW y un diámetro de roto de 158 metros.

GE tiene instalado un prototipo de esta máquina, pero hace muy poco ha realizado algunas actualizaciones en su tren de potencia para aumentar su capacidad hasta los 5.3 MW. Algo que ha permitido a la empresa americana ser una de las más adelantadas en este segmento. De hecho, ya cuentan con un primer pedido de tres unidades para un parque comercial.

Como innovación la plataforma Cypress incluye la posibilidad de equipar palas segmentadas. Estas palas se transportan al lugar de instalación separadas en dos piezas y una vez en campo se realizan los últimos trabajos de unión. El objetivo no es otro que poder llevar rotores más grandes a una variedad más amplia de ubicaciones, así como reducir los costes logísticos.

Nordex

El pasado mes de marzo de la empresa hispano-germana Nordex-Acciona también presentó su apuesta personal para el segmento de los 5MW. De una forma similar a la estrategia seguida por General Electric, la turbina N149/5.X está basada en la N149/4.0-4.5 y la N133/4.8, habiendo recibido mejoras en el tren de potencia para aumentar su capacidad nominal.

La N149/5.X puede operarse en diferentes modos en el rango de los 5 MW acercándose hasta los 6 MW, según los requisitos del sitio y las necesidades del cliente.

Actualmente Nordex ya se encuentra en plenas pruebas del prototipo, pero  no será hasta 2021 cuando el aerogenerador comience la producción en serie.

Enercon

Todo apunta a que el próximo fabricante que va a entrar en la pelea de los 5 MW es el alemán Enercon. Por el momento ha presentado sus modelos E-136, E-147 y E-160 con 136, 147 y 160 metros de diámetro de rotor y una potencia que va desde los 4,6 hasta los 5 MW.

¿Dónde está el límite?

Viendo la evolución de los últimos años, cuesta vislumbrar donde está el límite de tamaño de los aerogeneradores onshore. Más aún si tenemos en cuenta que en el mercado offshore ya se están instalando máquinas de 7-9 MW y que varias compañías ya han anunciado turbinas que llegan a las dos cifras: la SG 10.0-193 DD con 193 metros de diámetro de rotor y 10 MW de potencia de Siemens Gamesa y la Haliade X de General Electric, con 220 metros de diámetro y 12 MW de potencia.

Lo que está claro es que las limitaciones de tamaño son más restrictivas en tierra, y que cada vez estamos más cerca de esos límites. En cualquier caso, es difícil realizar una apuesta de hasta dónde podemos llegar.

Sergio Fernández Munguía es ingeniero en el sector eólico. Puedes seguirle en su cuenta de Twitter @Sergio_FerMun o visitar su perfil de LinkedIN.