Willow, el proyecto europeo en el que participa España para aumentar la vida útil y la rentabilidad de los parques eólicos marinos

El proyecto Willow (Wholistic and Integrated digital tools for extended Lifetime and profitability of Offshore Wind farms / Herramientas digitales holísticas e integradas para prolongar la vida útil y la rentabilidad de los parques eólicos marinos), tiene como objetivo desarrollar un sistema integrado que proporcione a los operadores de parques eólicos marinos una solución de restricción inteligente basada en datos y de código abierto.

En concreto, Willow pretende diseñar un sistema de control integrado de parques eólicos que busca un equilibrio entre la producción de energía y la vida útil de las estructuras. Para ello, se utilizarán modelos físicos y métodos de inteligencia artificial que servirán para la toma de decisiones y la programación de las actividades de operación y mantenimiento (O&M) de las turbinas.

Con un presupuesto de 5,8 millones de euros subvencionados en el marco del programa Horizon Europe, se espera que el proyecto contribuya a una reducción del 50% de los costes de inspección, a la extensión de 5 años de la vida útil de los parques eólicos marinos, a una reducción del 4% de la contaminación acústica y hasta un 10% de reducción del LCOE (coste nivelado de la energía), entre 3,5 y 4,5 €/MWh.

Las consecuencias de parar turbinas

A medida que la energía eólica vaya ganando terreno en el mercado energético, los parques eólicos desempeñarán un papel cada vez más importante en la estabilidad del sistema eléctrico. En la actualidad, los parques eólicos deben suministrar energía en función de las necesidades de los operadores de la red, ya que la generación de electricidad tiene que ajustarse a la demanda en tiempo real, lo que significa que producen menos energía de la disponible. Esto se consigue deteniendo algunas turbinas por completo y dejando que otras generen a máxima potencia, o reduciendo uniformemente la potencia de todas las turbinas.

Aunque estas estrategias pueden repercutir negativamente en la resistencia a la fatiga de la turbina, la optimización de estos sistemas de toma de decisiones es extremadamente compleja debido a la necesidad de comprender mejor y tener en cuenta una serie de parámetros como la degradación de los componentes, la especial complejidad de la integración de la energía eólica en la red eléctrica y otras cuestiones específicas de las actividades marinas, como la corrosión y las cargas adicionales derivadas del oleaje, las mareas y las corrientes.

Uso de datos

Para hacer frente a estos retos, los objetivos del proyecto Willow son los siguientes:

1. Producir un sistema global de monitorización de salud estructural (SHM, su acrónimo en inglés) basada en cargas, aceleraciones, imágenes y pérdidas de espesor, considerando la progresión de la fatiga, la corrosión por picaduras y la degradación del recubrimiento mediante el uso de sensores físicos y virtuales combinados con técnicas de Machine Learning (ML).
2. Desarrollar herramientas de pronóstico mediante la combinación de datos SCADA y SHM, utilizando modelos físicos y métodos ML, para predecir la vida útil consumida y la vida útil restante.
3. Desarrollar una herramienta de apoyo a la toma de decisiones para el despacho inteligente de energía en condiciones restringidas y la programación de O&M.

El proyecto Willow utiliza SCADA y otras mediciones, así como información de diseño facilitada por el parque eólico marino Norther, en el Mar del Norte belga, que consta de 44 turbinas con una capacidad máxima de 370 MW.

Centros de pruebas en España y Bélgica

Asimismo, Willow cuenta con dos centros de pruebas marítimos para obtener otros datos y mediciones necesarios. Por un lado, está el Blue Accelerator, una plataforma marítima de innovación y desarrollo. Se trata de un centro de pruebas para la investigación de nuevos revestimientos y soluciones de monitorización, situado a 500 metros del puerto de Ostende, Bélgica. Por otro lado, está el HarshLab, el mayor laboratorio flotante de la industria marítima, donde se evalúan equipos, nuevos materiales y revestimientos en una amplia variedad de condiciones, desde las atmosféricas hasta las del lecho marino. HarshLab está amarrado en la Biscay Marine Energy Platform (BiMEP), en el Golfo de Vizcaya, en el norte de España.

El proyecto Willow está compuesto por un consorcio que reúne a 12 socios de 5 países europeos. El coordinador del proyecto es CEIT, un centro tecnológico vasco ubicado en España, al igual que ALERION, una empresa que desarrolla soluciones de drones totalmente automatizadas, el CLUSTER DE ENERGÍA, una asociación formada por organizaciones vascas del sector energético, y TSI, empresa especialista en técnicas y servicios de ingeniería.

Los socios belgas son 24SEA, experto en SHM de estructuras offshore, FLANDERS MAKE y SIRRIS, ambos centros de investigación, NORTHER, promotor de parques eólicos marinos, y VUB, Vrije Universiteit Brussel. Por último, está C-CUBE, empresa neerlandesa especializada en corrosión y desgaste, SINTEF, una organización de investigación noruega, y WÖLFEL, empresa alemana experta en ingeniería y soluciones de sistemas.

Consejo asesor

Cabe destacar que Willow ha despertado un gran interés entre los expertos en la materia, que prestan su apoyo al proyecto como miembros del Consejo Asesor. Entre ellos destacan DNV Renewables Certification y SGS TECNOS, dos empresas de certificación; CAPITAL ENERGY y PARK WIND, ambos promotores de parques eólicos marinos; AEROBLADE, Nautilus Floating Solutions e ISATI Engineering Solutions, todas ellas ingenierías; NABLA WIND POWER, proveedor de servicios para parques eólicos; el fabricante SMULDERS; y la asociación WFO, World Forum Offshore Wind, entre otros.