Hywind

Hywind fue el primer concepto de turbina eólica flotante de clase MW , desarrollado por StatoilHydro (ahora Equinor ). Tiene una potencia nominal de 2,3 megavatios (MW) y está montada sobre una base tipo spar derivada de las plataformas petrolíferas. El desarrollo básico fue realizado por Norsk Hydro , de ahí su nombre. Las turbinas Hywind están diseñadas para instalarse en alta mar, en profundidades de entre 120 y 700 metros.

La primera turbina piloto Hywind se instaló y puso en marcha en el Mar del Norte , a 10 km (6,2 millas) al suroeste de Karmøy , en el suroeste de Noruega , en septiembre de 2009. ^{[ 1 ] [ 2 ]} 

En 2019, la turbina fue adquirida por Unitech Offshore y rebautizada como Unitech Zefyros. Se utilizará para el desarrollo y la prueba de nuevas tecnologías, y como centro de conexión para otras turbinas en el Centro de Pruebas de Energía Marina (METCentre), un sitio de pruebas para turbinas eólicas marinas. ^{[ 3 ] [ 4 ]}

Tras la demostración con una sola turbina, se construyeron los parques eólicos Hywind Scotland y Hywind Tampen .

La plataforma Hywind es una base flotante tipo boya de mástil, un cilindro vertical delgado que se extiende 100 metros (330 pies) por debajo de la superficie del mar. Está anclada al lecho marino con tres cables, con amarres flojos que permiten que la turbina se mueva lateralmente con el vaivén de las olas. Sin embargo, la base está diseñada, con el centro de gravedad por debajo de la superficie del mar, para evitar que la turbina cabecee, se balancee o se mueva verticalmente, lo que podría provocar que las palas golpeen el agua. ^{[ 1 ] [ 5 ] [ 6 ]} 

Este tipo de cimentación se ha utilizado para plataformas de petróleo y gas durante muchos años. ^{[ 6 ]} Es similar a la utilizada en las plataformas Troll B y C. [ ^{7 ] La} posición de Hywind se monitorea mediante GPS . ^{[ 6 ]}

Sobre la base se ha instalado una turbina eólica marina estándar de Siemens Wind Power .

El concepto Hywind fue desarrollado originalmente por el ingeniero naval Dagfinn Sveen en 2001, ^{[ 7 ]} en el departamento de nuevas energías de Norsk Hydro. El concepto fue patentado y se establecieron relaciones industriales con Siemens, entre otros. Cuando Statoil (ahora Equinor ) adquirió la división de petróleo de Norsk Hydro en 2008, Hywind también fue transferido.

El proyecto de demostración Hywind consta de la turbina eólica, la base flotante y los anclajes, así como un cable de conexión a tierra. La estructura flotante fue desarrollada, construida e instalada por la empresa de ingeniería francesa Technip , mientras que la construcción propiamente dicha fue realizada por la filial finlandesa Technip Pori.

Del peso total aproximado de 5300 toneladas, unas 3500 toneladas corresponden a lastre, principalmente olivino con una densidad de 2,6 t/m³ ^. La turbina eólica es una Siemens estándar de 2,3 MW con el sistema de control patentado de Statoil. Nexans Norway suministró e instaló el cable de 13 kilómetros que alimenta la red eléctrica local, Haugaland Kraft . El cable llega a tierra cerca de Skudeneshavn , en el extremo sur de Karmøy.

La inversión asciende a casi 400 millones de coronas noruegas (alrededor de 62 millones de dólares estadounidenses ) para la construcción y el despliegue, de los cuales 59 millones de coronas noruegas son financiadas por el gobierno noruego a través de Enova. ^{[ 1 ]} Statoil recibe ingresos de la producción de electricidad, pero este no es el objetivo principal del proyecto. El propósito principal es adquirir experiencia en la producción de energía a gran escala mediante turbinas eólicas flotantes, y es una de las áreas prioritarias de Statoil dentro de las energías renovables. ^{[ 8 ]}

Las competencias clave que Statoil ha adquirido como operador líder de petróleo y gas en alta mar han demostrado ser de gran importancia para el desarrollo del concepto Hywind. Estas áreas de especialización, junto con nuestra solidez financiera y capacidad de innovación, posicionan a Statoil de manera óptima para desarrollar este proyecto.

Equinor estima que las turbinas eólicas flotantes en el Mar del Norte proporcionarán el equivalente a 4000 horas de carga completa, lo que corresponde a una producción del 46 % de la capacidad instalada. Para una turbina eólica de 2,3 MW, como la del proyecto piloto, esto significaría una producción anual de 9,2 GWh. Para obtener los mejores datos de viento posibles, Statoil ha establecido una colaboración con el Instituto Meteorológico Noruego y Kjeller Vindteknikk para la medición y predicción del viento y las olas. El Instituto Meteorológico Noruego ha desarrollado versiones especiales de sus modelos numéricos meteorológicos que incluyen datos de medición del mástil de medición de viento de 100 metros de altura de Statoil en Karmøy, así como de la boya de medición de olas y corrientes en Hywind. Además, se utilizará un LIDAR en Utsira para evaluar la calidad de las predicciones de viento.

Dado que la turbina eólica flota, el viento y las olas provocan movimientos en sus seis grados de libertad . Estos movimientos generan cargas dinámicas complejas sobre la turbina y la torre, y constituyen una de las áreas de prueba más importantes del proyecto, ya que su cálculo preciso mediante diseño asistido por ordenador resulta complejo . En otoño de 2005, se realizaron pruebas con un modelo a escala 1:47 en Marintek (actualmente SINTEF ), en Trondheim .

La primera turbina

La base flotante se construyó en Finlandia y luego se remolcó horizontalmente hasta Noruega. En el fiordo de Åmøy, cerca de Stavanger , la base tipo spar se giró verticalmente el 23 de abril de 2009 y se lastró. Posteriormente, se montó la turbina eólica sobre la estructura flotante. El 6 de junio de 2009, la estructura completa se remolcó aproximadamente 10 km al suroeste de Karmøy, donde se ancló con tres anclas a una profundidad de aproximadamente 220 metros. Inicialmente, esto se realizó para un despliegue de prueba de dos años. ^{[ 5 ]}

El cable submarino de transmisión de energía de 13 kilómetros (8,1 millas) de longitud se instaló en julio de 2009 y poco después se realizó una prueba del sistema, que incluyó las palas del rotor y la transmisión de energía inicial. ^{[ 9 ]} 

La turbina se conectó a la red en agosto, ^{[ 6 ]} y la inauguración oficial tuvo lugar el 8 de septiembre de 2009. ^{[ 1 ]}

Durante el primer año completo de operación de prueba de la turbina, 2010, entregó 7,3 GWh frente a los 3,5 GWh previstos. ^{[ 10 ]} La turbina estuvo expuesta a olas de hasta 11 m y demostró ser más estable de lo esperado. La instalación flotante no impone mayores cargas a la turbina que una instalación terrestre, y las cargas de vibración se reducen en comparación con las turbinas terrestres. ^{[ 11 ]}

Para 2016, la turbina había producido 50 GWh; un factor de capacidad total del 41%. ^{[ 12 ]} La turbina soportó  vientos de 40 m/s y olas de 19 metros (62 pies) de altura. ^{[ 13 ]} 

En 2019, la turbina se vendió a Unitech Offshore, con la expectativa de 10 años más de producción y pruebas. ^{[ 14 ] [ 15 ]} En 2022, Unitech instaló una plataforma para helicópteros en la turbina, la primera vez que se hacía algo así con una turbina eólica marina flotante. ^{[ 16 ]}

Debido al éxito del proyecto, Equinor pasó a la siguiente fase, donde el enfoque estaba en la reducción de costos y en aumentar el número de posibles opciones de emplazamiento reduciendo la profundidad mínima a 100 metros o menos. ^{[ 10 ]}

La siguiente fase consistía en un parque eólico con entre tres y cinco turbinas, considerándose tanto Escocia como Maine como posibles ubicaciones en 2015-16. El proyecto Hywind 2 en Maine fue abandonado, y Statoil alegó cambios legislativos como motivo. Un nuevo proyecto de ley (LD 1472) permitiría a la Universidad de Maine participar en una segunda ronda de subasta competitiva para un proyecto eólico marino en aguas estatales. ^{[ 18 ]} Sin embargo, Statoil construyó cinco  turbinas flotantes de 6 MW, desplegadas en el proyecto Hywind Scotland en 2017 a un coste un 70 % menor. ^{[ 19 ]}