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Embarcación de apoyo al montaje offshore

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Embarcación de apoyo al montaje conjunto cimentación-aerogenerador offshore. Proyecto ATEMPO. (Cesar Yanes, Francisco Caamaño y Cristina Heredero; Iberdrola)

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Embarcación de apoyo al montaje offshore

  1. 1. 1 EMBARCACIÓN DE APOYO AL MONTAJE DE UNA SOLUCIÓN INTEGRADA DEL CONJUNTO DE CIMENTACIONES- AEROGENERADORES OFFSHORE Proyecto ATEMPO 4 de Noviembre de 2015
  2. 2. 2 ENERGIA EOLICA OFFSHORE • Potencia total offshore instalada en Europa ~8GW (Dic.-2014) vs ~120,6GW de onshore. • Profundidad media parques conectados en 2014: 22,4m (20m en 2013) • Distancia a costa parques conectados en 2014: 32,9 km (30km en 2013) Situación actual Tendencia Fuente: Roland Berger 2013 Parques situados a mayores profundidades y distancia a costa
  3. 3. 3 1. Necesidad de reducir costes de la tecnología offshore (entre otros reduciendo los costes de cimentación e instalación) así como la dependencia en los barcos actuales de instalación (HLV, jack-ups). 2. Necesidad de reducir riesgos de la tecnología offshore y aumentar las ventanas operativas de los procesos de instalación de las cimentaciones. Necesidad de reducir costes de la tecnología offshore (entre otros reduciendo los costes de cimentación e instalación) así como la dependencia de los barcos actuales de instalación (HLV, jack-ups). Necesidad de reducir riesgos de la tecnología offshore y aumentar las ventanas operativas de los procesos de instalación de las cimentaciones y aerogeneradores. ENERGIA EOLICA OFFSHORE
  4. 4. 4 Cimentaciones más empleadas Monopilote • Profundidades someras <30m • Turbinas tamaño medio • Suelo arenoso- arcilloso Gravedad: • Profundidades someras e intermedias <60m • Turbinas mayores • Requiere preparación del terreno Jacket: • Aguas intermedias 30- 60m. • Turbinas mayores • Válidas para diferentes tipos de suelo, preferible no rocoso. ENERGIA EOLICA OFFSHORE El 99,9% de las cimentaciones realizadas hasta la fecha son cimentaciones fijas
  5. 5. 5 Cimentaciones empleadas (Acumulado a 2014) Fuente: EWEA Cimentaciones instaladas 2014 Fuente: EWEA • El ~79% de las cimentaciones instaladas en Europa hasta 2014 corresponde a monopilotes, y un ~10% a gravedad. • En el 2014, no se instalaron en Europa cimentaciones de gravedad. ENERGIA EOLICA OFFSHORE
  6. 6. 6  Las cimentaciones de gravedad podemos clasificarlas en: • Puras Izadas (Lifted): Requieren barcos grúa o barcazas para su transporte e instalación (la mayoría de las instaladas hasta la fecha) • Puras Flotantes (Floated): Cimentaciones estables en transporte e instalación (su diseño viene condicionado por el proceso de instalación) • Híbridas: estables en transporte pero no en instalación (requieren medios auxiliares)  Adicionalmente las cimentaciones pueden llevar el aero montado desde puerto Iberdrola ha desarrollado el diseño de una embarcación para transportar e instalar una cimentación de gravedad con el aerogenerador incorporado desde puerto ENERGIA EOLICA OFFSHORE Cimentaciones de GRAVEDAD
  7. 7. 7 Proyecto ATEMPO IBERDROLA PROYECTO IBERDROLA: Diseño preliminar de un buque capaz de transportar e instalar el conjunto cimentación GBF-aerogenerador. SUBCONTRATISTAS DE IBERDROLA: Actividades del Proyecto: 1. Diseño de la embarcación para transportar e instalar una cimentación de gravedad con un aerogenerador de 8MW e instalarla en un emplazamiento genérico (Mar del Norte). 2. Validación experimental mediante pruebas en canal a escala 1:40. 3. Análisis preliminar del ciclo de vida de la embarcación Período de realización del proyecto: 9 meses. Finalizó en Septiembre de 2015.
  8. 8. 8 • Buque autónomo con Propulsión diésel- eléctrica y sistema de posicionamiento IMO DP2 • Diseño de acuerdo a estándares de DNV. Cota de clasificación:  +1A1  WIND TURBINE INSTALLATION VESSEL  UNRESTRICTED NAVIGATION  CLEAN • Formas optimizadas para reducir la resistencia al avance que permiten alojar el conjunto en su interior • Velocidad de transporte de 5 nudos Características principales diseño de la embarcación Proyecto ATEMPO IBERDROLA
  9. 9. 9 Características principales diseño de la embarcación • Velocidad de transporte de 5 nudos. • Equipos especiales de trincado e izado/arriado para transporte e instalación que permiten prescindir de medios auxiliares de elevación y fondeo tipo jack- up/HLV. Proyecto ATEMPO IBERDROLA
  10. 10. 10 Características principales de la embarcación Strand lifting units (3 x 4unidades) Proyecto ATEMPO IBERDROLA
  11. 11. 11 Características principales de la embarcación 10m 77,5m Propulsores azimutales retráctiles: 4 a popa, (2+1 transversal) a proa Proyecto ATEMPO IBERDROLA
  12. 12. 12 Características principales de la embarcación Proyecto ATEMPO IBERDROLA Propulsores azimutales retráctiles Grupos Generadores Túnel de Proa
  13. 13. 13 Características principales de la embarcación: Características principales U-Vessel Peso en Rosca ~ 4790 ton Autonomía ~ 5000 millas Grupos Generadores 6 x 2000 kW 690 V Grupo de Emergencia y Puerto 1 x 150 kWe 690 V Propulsores Proa 2 x Azimut 1800 kW Propulsores Popa 4 x Azimut 1800 kW Propulsor transversal de Proa 1 x túnel x 1500 kW Sistema DP IMO-DP 2 Tripulantes 8 personas No tripulantes 12 personas Proyecto ATEMPO IBERDROLA
  14. 14. 14 Validación experimental Realizados ensayos a escala 1:40 en Canal de Experiencias Hidrodinámicas de El Pardo: • Ensayos de arrastre: Medida de resistencia de UV, GBF, UV+GBF varios rumbos, calados y velocidades • Ensayos de oscilaciones forzadas: Obtención masa añadida y amortiguamiento en: Arfada, balance, cabeceo, largada y deriva (UV, UV+GBF) • Ensayos de extinción: para obtención de los períodos naturales de oscilación. • Comportamiento en la mar en transporte: Medida movimientos y aceleraciones, tensiones sistema de trincaje, obtención de RAOs varios rumbos y velocidades, olas regulares e irregulares. • Comportamiento en la mar durante instalación: Medida movimientos y aceleraciones, tensiones sistema de trincaje y fondeo, varios rumbos y velocidades, olas irregulares, 3 calados. Proyecto ATEMPO IBERDROLA
  15. 15. 15 Validación experimental Proyecto ATEMPO IBERDROLA
  16. 16. 16 Validación experimental: Conclusiones Los resultados de las pruebas en canal han permitido validar los modelos numéricos y establecer las siguientes conclusiones: • Las estimaciones de resistencia realizadas en el diseño conceptual son conservadoras • El diseño de la planta propulsora es adecuado en base a los resultados obtenidos y las condiciones ambientales de diseño consideradas • Los valores de masa añadida y amortiguamiento en general correlacionan bien con las estimaciones, si bien se detecta mayor amortiguamiento del estimado en la cimentación. • Periodos propios en consonancia con los estimados • El comportamiento en la mar durante las etapas de transporte e instalación observado correlaciona adecuadamente con los modelos numéricos aplicados. Proyecto ATEMPO IBERDROLA
  17. 17. 17 Usos secundarios y posteriores de la embarcación • El diseño se ha optimizado para cimentaciones de gravedad. • Se ha realizado un estudio preliminar de otros usos secundarios y posteriores de la embarcación. Con modificaciones, el buque podría ser empleado posteriormente para otros usos, si bien deberá analizarse en detalle. T&I de Jackets Tareas de O&M T&I TLPs Proyecto ATEMPO IBERDROLA
  18. 18. 18 Análisis Ciclo de Vida: Se han determinado los costes de adquisición, operación y mantenimiento, y vida útil y valor residual en base a diferentes escenarios de utilización de la embarcación. • El coste de adquisición del buque estimado se encuentra por debajo de lo establecido en la convocatoria (<100M€). • En todos los escenarios, el coste de adquisición del buque resulta más elevado frente a los costes operativos y de mantenimiento. Los mayores esfuerzos de reducción de coste deben ir enfocados en los costes de adquisición del buque, equipos y sistemas, con una selección de los mismos considerando el ciclo de vida. Proyecto ATEMPO IBERDROLA
  19. 19. 19 CONCLUSIONES  Se ha cubierto la planificación inicial con la finalización del diseño conceptual.  El diseño conceptual ha sido validado con los ensayos en canal.  El buque diseñado es capaz de realizar las operaciones de T&I de acuerdo a lo establecido en las bases de diseño.  Se ha estimado el coste de adquisición de la embarcación, siendo inferior al establecido en la convocatoria (<100M€).  Se ha realizado el análisis de ciclo de vida para diversos posibles escenarios operativos identificando dónde deben enfocarse los esfuerzos de reducción de costes en futuras etapas.  Se ha solicitado patente en Septiembre 2015 con nº 201531364. Proyecto ATEMPO IBERDROLA
  20. 20. 20 GRACIAS POR SU ATENCIÓN Proyecto ATEMPO 4 de Noviembre de 2015

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