GE instala la primera espiral del mundo

Los vientos más fuertes tienden a estar más arriba, pero como muestra este estudio de 2022, las turbinas montadas a mayor altura que atrapan vientos más fuertes no equivalen necesariamente al costo de energía más bajo. De hecho, una vez que se toman en cuenta los costos de cimientos más fuertes y torres más altas y resistentes, todo lo que supere los 120 m (394 pies) tiende a resultar en una electricidad más costosa, y en un mercado tan sensible a los precios como el de la energía, son malas noticias.

En algún lugar, alrededor de la mitad del costo nivelado de energía (LCoE) en una instalación de energía eólica comercial promedio proviene directamente del costo de las turbinas eólicas, según el NREL. De eso, casi la mitad del dinero está en la góndola en la parte superior, y el resto se divide entre los rotores, que contribuyen con alrededor del 13,7 % al LCoE, y la propia torre, con alrededor del 10,3 %.

Pero a medida que las torres se hacen más grandes, su parte del CAPEX inicial (gasto de capital) aumenta de manera desproporcionada. Una torre de 110 m (361 pies) podría representar el 20 % del CAPEX de un proyecto, mientras que una torre de 150 m (492 pies) se convierte en el 29 % del costo. Y eso sin mencionar los problemas logísticos adicionales involucrados en el manejo de maquinaria masiva como esta.

Keystone dice que tiene una solución para la fabricación de torres que reduce tanto el precio de las torres grandes que "hace que la energía eólica sea la fuente de energía de menor costo disponible, no solo en las llanuras abiertas, sino en todo el mundo".

La idea es bastante simple; en lugar de crear una serie de "latas" cilíndricas, transportarlas en camiones al sitio de la turbina y soldarlas para crear la estructura final de la torre, Keystone propone construir rápidamente pequeñas instalaciones de fabricación en el sitio, luego transportar en camiones bobinas de acero a granel, o incluso láminas planas, que se pueden soldar para formar tiras más largas. Estas bobinas o tiras se introducen en máquinas dobladoras en ángulo que las doblan en forma de espiral, que se suelda a lo largo de la línea de unión de forma continua a medida que se gira el acero. Gran parte del proceso está automatizado, como puede ver en el video a continuación.

El resultado, dice Keystone, son torres de longitud completa, o secciones más cortas si eso es logísticamente más fácil, producidas 10 veces más rápido de lo que una fábrica estándar puede hacerlas, utilizando hasta un 80 % menos de mano de obra. También puede haber ahorros en los cimientos utilizados para torres soldadas en espiral. La fábrica puede estar lista para funcionar en aproximadamente un mes, y la construcción en el sitio significa que puede hacer el tipo de secciones de gran diámetro que simplemente no cabrían debajo de los puentes si las hiciera en una fábrica y las enviara.

Esta restricción de transporte, según Reuters, actualmente mantiene el diámetro máximo en 4,3 m (14 pies), lo que limita la altura de la torre a alrededor de 80 m (262 pies). La tecnología de Keystone puede escalar para producir torres de más de 7 m (23 pies) de diámetro, para torres de hasta 180 m (590 pies) de altura y más. Por lo tanto, los parques eólicos terrestres pueden operar torres más altas, con palas más largas, impulsar turbinas más grandes y producir más energía.

La soldadura en espiral es una tecnología bien establecida cuando se trata de fabricar tuberías, por lo que el proceso de creación e inspección de calidad de estas secciones largas de tubos ya está probado. Keystone dice que también da como resultado "un mejor rendimiento de fatiga y pandeo", lo que permite que las torres de una altura dada se fabriquen con menos acero. Y dado que la planta de fabricación es esencialmente móvil, es bastante fácil colocar una temporalmente junto a un muelle y disparar docenas de secciones o torres enteras para instalaciones en alta mar.

Si bien la unidad de fábrica móvil es una parte clave del juego de Keystone, también estableció su propia planta de fabricación en Texas, y desde esta fábrica produjo la torre para su primera instalación en vivo, en colaboración con General Electric Renewable Energy.

Este primer producto es una torre soldada en espiral de 89 m (292 pies) para la turbina 2.8-127 de GE. Certificada para una vida útil de 40 años, la torre está diseñada para ser un simple reemplazo de las torres estándar de GE. Es de suponer que proporcionará un buen caso de estudio a escala comercial a partir del cual proceder.

Ciertamente, Keystone es una operación pequeña en este momento, sobreviviendo en gran medida gracias a las subvenciones del gobierno de EE.UU. En este tipo de fabricación, se necesitan economías de escala antes de poder empezar a prometer grandes ahorros a los clientes. Pero la torre es claramente una parte importante del costo de una turbina eólica terminada, así como un factor restrictivo en la ecuación tamaño vs potencia, por lo que la técnica de soldadura en espiral de Keystone aún podría convertirse en una palanca fuerte para mover los costos de energía renovable.

Fuente: Keystone Tower Systems a través de recarga