La energía eólica marina aportará una contribución clave para alcanzar los objetivos del Pacto Verde de la UE. La estrategia de Fuentes de Energía de Renovable marinas de la Comisión Europea anticipa la integración de 300 GW de capacidad de generación eólica marina en el sistema energético para 2050 . La magnitud de esta transición planteará nuevos desafíos para el sistema eléctrico europeo: lograr las conexiones necesarias y el desarrollo de la red al menor coste; mantener la seguridad del sistema; acomodar una redefinición completa de los patrones de flujo de energía; considerar limitaciones clave relacionadas con la planificación espacial, la protección ambiental y la aceptación pública; lograr una perspectiva integrada en el tiempo, el espacio y los sectores; y garantizar recursos flexibles para mantener el sistema energético equilibrado.

A fecha de hoy, existen 227MW de eólica flotante totalmente operativa a través de 14 proyectos en 7 países. A nivel global, existen 46MW en construcción, 576MW aprobados para construcción, 68GW están integrados en la planificación o tienen un acuerdo de emplazamiento (80 proyectos) y 175GW están en fase inicial de desarrollo o en proceso de obtener permisos sobre el espacio marítimo (177 proyectos).
ACCIONA Energía está en una posición estratégica, dada su amplia experiencia en el desarrollo y operación de activos renovables con una cartera de 11.8 GW y presencia geográfica en más de 15 países repartidos por los 5 continentes. ACCIONA Energía está comprometida con ser partícipe de este nuevo reto tecnológico, y está dando pasos concretos para posicionarse como competidor en el creciente mercado de la Eólica Marina.

En esta línea, la compañía está evaluando la tecnología de eólica marina en lugares diversos como Atlántico y Mediterráneo, donde la ausencia de plataforma continental y consecuentemente altas profundidades no permiten la implantación de estructuras fijas al fondo marino, lo que hace necesario desarrollar la tecnología de eólica flotante en estos emplazamientos.

En el caso de los parques eólicos marinos (tanto flotantes como de estructura fija), el cumplimiento de los códigos de red es una tarea compleja de abordar, ya que los cambios en la potencia disponible por las variaciones del recurso eólico pueden generar problemas de calidad de la energía, con el añadido de infraestructuras de evacuación con cada vez mayor impacto dada su escala y largas distancias recorridas desde la fuente de energía (turbinas) al punto de conexión de la red de transmisión.

Uno de los grandes desafíos técnicos de la tecnología eólica flotante (Floating Offshore Wind – FOW) es el diseño y la evaluación del esquema eléctrico de interconexión, debido a diversos factores:

• Largas distancias desde las implantaciones de Turbina a la costa, con el añadido de costa a la subestación de Interconexión.
• Barrera tecnológica para disponer de Subestaciones Flotantes Transformadoras o de Conversión, que permitan elevar la tensión del suministro eléctrico de la planta o utilizar tecnología HVDC (Corriente Continua de Alta Tensión) en emplazamientos de alta profundidad, lo que limita las opciones de evacuación a tecnología HVAC (Corriente Continua de Alta Tensión).
• Carácter altamente capacitivo de los cables submarinos y terrestres (las limitaciones medio ambientales para usar líneas aéreas en la sección terrestre de evacuación obligan a la gran mayoría de proyectos a utilizar cables enterrados). Lo que implica la necesidad de absorber grandes cantidades de potencia reactiva tanto en turbina como a través de elementos de compensación de reactiva, que, por limitación física, se encuentran ubicados en las subestaciones terrestres.
• Limitación de la máxima tensión admisible en cables submarinos HVAC, con capacidad dinámica (en el sentido de que tengan flexibilidad y capacidad para someterse a estrés mecánico, debido a la naturaleza flotante de las turbinas). Actualmente, el voltaje estándar en Dynamic Inter-Array-Cables es 66kV, aunque se espera que la tecnología de 132kV sea comercial en el medio plazo.

Con estas premisas, nos enfrentamos al diseño del sistema eléctrico de evacuación y al dimensionamiento/localización de los elementos de compensación de reactiva. Incluso en la fase conceptual del diseño, decisiones sobre los puntos anteriormente mencionados tendrán un impacto significativo en el coste, desempeño y viabilidad de los proyectos en desarrollo.

ACCIONA lanza este desafío para identificar y acelerar el desarrollo de herramientas y/o tecnologías que permitan evaluar diseños y optimizar los sistemas de evacuación de potencia de parques eólicos marinos. Las metodologías de diseño y optimización propuestas considerarán criterios de integración a red y cumplimiento de código de red de los proyectos evaluados, buscando la automatización de procesos iterativos de diseño. Los esquemas eléctricos propuestos deberán alcanzar un compromiso entre la viabilidad técnica y el menor coste posible.

Las soluciones propuestas han de:

• Permitir el modelado y la simulación de la planta bajo estudio en software de análisis de redes eléctricas que resuelvan flujos de carga (i.e. PSSE / DIgSILENT PowerFactory)
• Analizar sensibilidades en el diseño y su viabilidad, entendida como el cumplimiento de requisitos de código de red en el punto de conexión del proyecto y/o terminales de máquina, así como perfiles de tensión a lo largo del esquema de evacuación:
  • Estrategias de compensación: localización, dimensionamiento, tecnología y/o;
  • Esquemas de evacuación: número de circuitos, nivel de tensión, distancias.
• Permitir evaluar perdidas eléctricas, así como la fiabilidad del sistema (criterios de redundancia/ sobredimensionamiento)
• Ser adaptables y escalables para su despliegue en diversos mercados objetivo y/o premisas clave de diseño, véase: tecnología HVAC/HVDC, HVAC con subestación marina o conexión directa a tierra.

Se valorarán herramientas con diferentes grados de madurez tecnológica, no siendo necesario que la solución propuesta esté completamente desarrollada en el momento de presentación de la misma.

Según el informe Global Market Outlook for Solar Power 2023 – 2027 publicado por la asociación SolarPower Europe, a nivel mundial se agregaron 239 GW de nueva capacidad solar alcanzando los 1,2 TW de capacidad total y un incremento del 25% respecto a 2021.

ACCIONA Energía está presente en toda la cadena de valor del sector energético: desarrollo y estructuración de proyectos, ingeniería, construcción, suministro, operación, mantenimiento, gestión de activos y gestión y venta de energía limpia. En el sector fotovoltaico, ACCIONA Energía dispone de una experiencia acumulada de 21 años. Construye, opera y mantiene parques fotovoltaicos en 9 países en todo el mundo con una capacidad instalada de 2081 MWp con más de 20 grandes plantas dentro de su portfolio.

Uno de los mayores retos en la generación fotovoltaica es su intermitencia y su dependencia de las condiciones atmosféricas en cuanto a la presencia y el grosor de la nubosidad para la generación eléctrica. Cada vez en mayor medida, las previsiones precisas a corto plazo sobre la irradiancia intradiaria desempeñan un papel crucial en la optimización de las operaciones de mercado (principalmente para participar en mercados de ajuste) y el aumento de la eficiencia de las plantas a escala utility. La mejora en la predicción de la producción energética facilitará la mayor integración de la generación fotovoltaica en la red teniendo en cuenta su variabilidad y su progresiva hibridación con otras tecnologías como el almacenamiento.

Las predicciones a corto plazo (NowCasting) son técnicas de predicción de generación en el futuro cercano y se situarían dentro del rango de minutos o pocas horas desde el momento presente. Para alimentar los modelos y algoritmos matemáticos, se utilizan datos en tiempo real que pueden provenir de distintas fuentes como imágenes satelitales, estaciones meteorológicas, sistemas de imágenes del cielo, sensores de irradiancia terrestres e información sobre la cubierta nubosa para realizar predicciones de irradiación solar muy precisas y localizadas.

Desde ACCIONA Energía, buscamos soluciones que proporcionen datos de producción a muy corto plazo (15 minutos) para plantas fotovoltaicas a escala utility basándose tanto en modelos de predicción en tratamiento de imágenes satelitales como otras tecnologías que puedan anticipar una bajada o subida repentina de recurso causado por nubes no detectadas por modelos de predicción convencionales.

• Resolución temporal de la predicción: minutal
• Actualización de la predicción: 15 minutal
• Tiempo de horizonte de predicción: 180 minutos

El proyecto piloto se llevará a cabo en la planta fotovoltaica Extremadura I (España)

El mercado mundial de la energía eólica casi ha cuadruplicado su tamaño en la última década y se ha consolidado como una de las fuentes de energía más competitivas en costes a nivel mundial, alcanzando los 743 GW de capacidad instalada.

ACCIONA Energía construye, opera y mantiene parques eólicos en 25 países de todo el mundo. Con una capacidad instalada de 8.759 MW (2021) y 230 plantas en funcionamiento, la generación eólica representa el 80% de la producción eléctrica anual de la compañía.

El funcionamiento y mantenimiento de las turbinas eólicas sigue siendo un factor de coste significativo (hasta el 20% del coste total de la energía), que afecta al precio de la energía y a la competitividad de las energías renovables. Durante su vida útil, las palas de los aerogeneradores están expuestas a complejas tensiones ambientales y mecánicas, como la deformación cíclica, la lluvia, la arena y los contaminantes que causan erosión, la formación de hielo, la elevada humedad y las fluctuaciones de temperatura, pero también a sucesos excepcionales como los daños causados por el transporte, los rayos y los incidentes con aves.

Los daños en las palas de los aerogeneradores pueden clasificarse en daños superficiales (microfisuras en la superficie y los revestimientos), daños en la resina y/o la interfaz (delaminación, defectos de la resina) y daños en los elementos estructurales (con fibras rotas o dobladas). Los daños superficiales pueden deberse a la erosión (lluvia, arena, granizo) o al impacto de pequeños objetos. La superficie dañada puede reducir el rendimiento aerodinámico de las palas y la generación de energía. Aunque no impiden el funcionamiento del aerogenerador, los defectos superficiales crecen, evolucionan y pueden provocar daños estructurales en la pala.

La inspección de palas eólicas es un proceso crítico para garantizar la seguridad y el rendimiento de los aerogeneradores. Este proceso es importante para la predicción fiable de fallos, la planificación de las actividades de mantenimiento y la mitigación de los procesos de degradación. Suele implicar métodos visuales, táctiles y, en ocasiones, automatizados para detectar defectos como grietas, erosión y delaminación en las palas. Las inspecciones periódicas ayudan a detectar los problemas a tiempo y a evitar daños costosos o tiempos de inactividad.

Hoy en día, ACCIONA Energía trabaja con tecnologías de vanguardia relacionadas con la O&M, y estamos comprometidos con la excelencia operativa y la reducción de los costes de nuestras operaciones. La inspección de palas eólicas desempeña un papel clave para garantizar la fiabilidad, eficiencia y sostenibilidad de la producción de energía eólica.

Con este reto, ACCIONA Energía busca nuevas tecnologías o soluciones que estén desarrolladas para la inspección de palas de aerogeneradores, que incluye la recopilación de datos y el procesamiento de información para evaluar el aerogenerador. Estamos interesados en tecnologías que exploren el desarrollo de esta inspección de palas sin detener la producción de energía, es decir, sin parar el aerogenerador. Las soluciones podrían estar basadas en tierra o en drones. Nos ayudarán a que las inspecciones sean más seguras, flexibles y rápidas.

El cambio climático representa un desafío de carácter mundial. Las temperaturas de la superficie del planeta están alcanzado niveles sin precedentes superándose los registros año tras año. En el Acuerdo de París (2015), los países se comprometieron a intentar limitar el aumento de temperatura a 1,5ºC por encima de los niveles preindustriales. Sin embargo, aunque cumpliesen sus promesas para reducir las emisiones, la ONU aún estima que se produciría un incremento de en torno a 2,7ºC para finales del siglo XXI. La acumulación de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) está directamente relacionada con la utilización de combustibles fósiles en todos los sectores de la economía, especialmente la generación de electricidad, el transporte y la industria. Y, al mismo tiempo, estos sectores se verán gravemente afectados por los impactos del cambio climático, ya que se pueden alterar las pautas de consumo en diversos sectores repercutiendo en la oferta y la demanda de electricidad.

Las energías renovables suelen mencionarse como una de las soluciones más prometedoras que el sector puede ofrecer para reducir los GEI. Estas se basan en recursos que dependen directamente de variables climáticas y, por tanto, también se verán afectadas por los efectos del cambio climático a lo largo de toda su vida útil.

ACCIONA Energía es la mayor compañía energética global que opera exclusivamente en tecnologías renovables. La empresa cuenta con instalaciones que utilizan tecnologías eólica, fotovoltaica, generación hidroeléctrica, biomasa y CSP (Concentrated Solar Power). Se ha comenzado a estudiar el impacto que el Cambio Climático puede producir en disponibilidad del recurso renovable a medio y largo plazo, lo que impactará directamente en la rentabilidad de la inversión, pero resulta igualmente relevante conocer la repercusión que el cambio climático puede tener a nivel de activo, afectando a la eficiencia y vida útil de los mismos.

En el caso de la generación eólica, el cambio climático podría afectar en una reducción del rendimiento de los aerogeneradores debido a pérdidas térmicas, cambios en la disponibilidad del recurso, cambios en el comportamiento operativo y un cambio en la densidad del aire. Todos estos factores disminuirían el número de horas a pleno rendimiento del parque eólico, bajando la cantidad de electricidad generada en las instalaciones existentes y en las nuevas. Por lo que respecta a la energía fotovoltaica, a lo largo del tiempo se podría producir una reducción del rendimiento de los paneles fotovoltaicos debido al aumento de las temperaturas medias. Esto provocaría una reducción de la generación de electricidad a lo largo de todo el ciclo de vida del activo y, por tanto, la rentabilidad de las inversiones.

En el sector hidroeléctrico, la evaluación del impacto del cambio climático es compleja, debido a cambios no lineales y específicos de cada región en las precipitaciones y las temperaturas.

ACCIONA Energía busca soluciones que le permitan medir y cuantificar el impacto del cambio climático en la rentabilidad de sus activos en operación, así como utilizar esta inteligencia climática para el desarrollo de negocio en nuevos mercados geográficos. Por tanto, la solución deberá permitir a ACCIONA Energía evaluar a nivel de parque y de diferentes componentes los efectos del cambio climático para anticipar riesgos operativos de las distintas plantas que tiene en producción en todo el mundo, además de planificar y mitigar los riesgos en instalaciones futuras.
La solución planteada deberá:

• Proporcionar información sobre la probabilidad e incidencia de fenómenos extremos en las ubicaciones seleccionadas.
• Proporcionar información sobre el impacto climático a nivel de recurso en las geografías seleccionadas (previsiones estacionales, anuales y multianuales).
• Proporcionar información sobre el impacto climático a nivel de parque y diferentes elementos del mismo en las plantas seleccionadas para el piloto (previsiones estacionales, anuales y multianuales). Para esto, el equipo de ACCIONA Energía involucrado en el proyecto proporcionará las variables identificadas con potencial afección a nivel de cada elemento a analizar y la empresa deberá medir probabilidad de ocurrencia, frecuencia y calcular impacto del riesgo en términos financieros para la compañía.
• Facilitar la generación de distintos escenarios con distintos niveles de probabilidad que permitan estimar distintos niveles de impacto económico para la cartera de activos analizados.
• Permitir calcular el impacto financiero asociado a los riesgos climáticos identificados en los diferentes niveles de análisis.
• Se valorará también la capacidad de la solución para facilitar la elaboración de reportes que faciliten el cumplimiento de los reportes exigidos por la regulación Europea o por organismos y agencias internacionales con las que Acciona pueda tener alguna responsabilidad de reporte.
• Permitir un fácil escalado a las diferentes plantas y geografías en las que opera ACCIONA Energía.

Se proporcionará al inicio del piloto la selección de parques y ubicaciones, así como tecnologías a monitorizar a lo largo del piloto (este punto se revisará con el partner seleccionado para acotar debidamente el alcance del mismo).

Un gran porcentaje de las emisiones de carbono a la atmósfera provienen del sector eléctrico y de la generación energética mediante fuentes no renovables. A pesar de la concienciación cada vez mayor por parte de la sociedad del cambio climático y de sus consecuencias, no hay manera de poder certificar a un cliente que la energía consumida a través de la red proviene de una fuente renovable. Además, aunque en distintos países los pequeños generadores de energía tienen potestad de volcar su excedente de energía renovable a la Red, este sistema es ineficiente y no hay manera de comprobar cuánta energía producida por ellos ha sido distribuida a través de la red eléctrica. Sin embargo, las tecnologías enfocadas al desarrollo de dispositivos inteligentes, la mejora de las comunicaciones y el desarrollo de nuevos conceptos sobre información de bienes y servicios utilizando bases de datos distribuidas (por ejemplo, blockchain) permiten desarrollar lo que se ha llegado a denominar la Internet de la Energía. Una tecnología como el blockchain agrupa tres características: ciberseguridad, transacciones a bajo coste y automatización que permitiría integrar en la red centralizada por plantas de generación eléctrica a fuentes de generación renovable distribuidas, baterías y carga flexible a un coste mínimo y sin tener que sacrificar su confiabilidad. Una plataforma como el blockchain permitiría balancear la red de manera simple y segura desde ambos extremos al mismo tiempo, incrementando la utilización de los activos de una red que frecuentemente opera al 50% de su actividad.

En ACCIONA, estamos buscando startups que nos ayuden a diseñar la red eléctrica del futuro. ¿Cómo se puede garantizar la trazabilidad de la energía a través de la red? ¿Cómo certificar que la energía es 100% renovable? ¿Cómo se puede gestionar la demanda? ¿Cómo asegurar la cadena de suministro? ¿Cómo se puede asegurar que la energía consumida proviene de una instalación concreta? ¿Cómo gestionar los certificados de origen de manera más eficiente?

Las plantas solares y los aerogeneradores producen cantidades variables de energía dependiendo del estado del clima, por lo que se construyen redes eléctricas para gestionar los niveles de potencia que esperamos en una ubicación determinada. Sin embargo, en algunos casos, hay más sol o viento del que se espera y estas fuentes de generación producen más energía de la que la Red puede gestionar. Según se instalan más fuentes de generación renovable los problemas de intermitencia (tanto por defecto como por exceso) de estos recursos, ponen sobre la mesa la necesidad de gestionar tanto el exceso como la falta de generación eléctrica mediante el almacenamiento. Sin embargo, actualmente las principales soluciones en el mercado son esencialmente grandes versiones de baterías ión Litio que se pueden encontrar en los teléfonos móviles. Sólo pueden almacenar energía durante un tiempo limitado de semanas como mucho, en cuanto se elimina la fuente de carga empiezan a descargarse.

En ACCIONA, estamos buscando startups que aporten soluciones con el desarrollo de nuevas tecnologías para almacenamiento o mediante electrónica de potencia. ¿Cómo almacenamos la energía de otra manera? ¿Cómo almacenamos de forma más sostenible? ¿Cómo gestionamos la intermitencia de las renovables? ¿Cómo gestionamos los picos de demanda? ¿Cómo podemos reducir el coste de instalación de las baterías?

La extensión de las plantas eólicas, su remota localización y la dificultad que conlleva su inspección hace surgir la necesidad de mejorar la eficiencia en todas las tareas derivadas de su explotación: mantenimiento, revisión, recogida de datos, etc.

Para aumentar la eficiencia de la infraestructura eólica es necesario aplicar nuevas soluciones tecnológicas que ayuden a la toma de decisiones y agilicen la toma de datos con el objetivo de explotarlos y reducir así las fallas y paradas de las máquinas.

Hasta ahora la tecnología fotovoltaica se ha desarrollado con tecnologías de módulos de silicio y de capa fina. Empiezan a aparecer nuevas tecnologías de módulos que pueden tener un alto impacto en el diseño y concepto de nuevas plantas fotovoltaicas, tales como módulos bifaciales, multibusbar, tecnología fotovoltaica orgánica, perovskitas…

El alto impacto de los módulos y sus características en el diseño, concepto y costes de las plantas fotovoltaicas hace necesario conocer cómo pueden contribuir a reducir el LCOE (coste de la energía) y conocer otras posibles implicaciones (medioambientales, ocupación de terreno, sostenibilidad, reciclabilidad…) en futuros desarrollos de grandes plantas fotovoltaicas.

En ACCIONA, estamos buscando startups que se encuentren desarrollando y aplicando nuevos materiales aplicables a la tecnología fotovoltaica. ¿Cómo podemos optimizar los recursos? ¿Cómo podemos aumentar márgenes? ¿Cómo mejoramos el LCOE? ¿Cómo ofrecer un valor añadido a la hora de ofrecer módulos más sostenibles?

ACCIONA tiene el reto de encontrar nuevos modelos de negocio en el ámbito del almacenamiento de energía que puedan dar solución a problemas en el volcado de energía a la red (picos de oferta – demanda), potenciar el almacenamiento de energía proveniente de alternativas renovables o regular la frecuencia.

Dar solución a estos problemas a través del almacenamiento de energía supondría una ventaja competitiva de ACCIONA frente a sus competidores, al poder aportar un nivel de servicio superior que estos.

La extensión de las plantas fotovoltaicas dificultan la inspección y mantenimiento de estas.

Muchas tareas, realizadas de manera manual o semi-manual a día de hoy, deben de ser digitalizadas o soportadas por tecnología con el objetivo de automatizar y reducir procesos tanto de mantenimiento como de recopilación de datos e información sobre las plantas.