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7. Configuración de un parque undimotriz

Análisis de aspectos eléctricos para el diseño de un parque offshore de generación undimotriz 168

7 Configuración de un parque undimotriz

7.1 Introducción Una vez analizados los aspectos eléctricos que involucra un parque de energía undimotriz, se puede realizar un diseño conceptual de un parque que pueda servir de base para la realización de una ingeniería básica, aplicando para ello todos los conceptos anteriormente expuestos.

En este capítulo el enfoque dado a este diseño conceptual es el de un parque offshore. Excluyendo por tanto aquellas plantas situadas en la línea de costa o aquellas donde los dispositivos de captación se encuentren en alta mar mientras que su PTO está situado en la costa.

Un parque undimotriz offshore puede ser dividido en los siguientes bloques funcionales:

• Bloque de generación. Es el bloque encargado de la producción de energía y la recolección de la misma.

• Bloque de transmisión. Consiste en un bloque cuya función es la evacuación de la energía y datos de información a la red en tierra.

• Bloque de control y conexión a red. Este bloque tiene dos funciones, la primera aborda para la monitorización y control del parque y la segunda es la inyección de la energía generada a red.

Al final del capítulo se procederá al diseño conceptual de un parque offshore de generación undimotriz. Sin embargo, se desarrollará a continuación cada uno de estos bloques funcionales descritos anteriormente.

7.2 Bloque de generación El bloque de generación dentro de un parque de generación undimotriz es el formado por todas las unidades de producción, sus cables de interconexión y la caja de conexiones o punto de unión de todo el cableado hasta llegar a la subestación offshore.

Como unidad de producción se entiende por el conjunto formado por un dispositivo de conversión de energía del oleaje, un PTO, una máquina de generación eléctrica y su convertidor de potencia asociado (en algunos casos también es posible la incorporación de un transformador individual para elevar la tensión al nivel necesario).

Con respecto a las agrupaciones, se analizó en el apartado 4.5, que se puede obtener unas mejores condiciones en la señal de la onda generada con la agrupación de varios dispositivos de menor potencia que con la producción de un solo dispositivo pero de mayor potencia. Además, la existencia de un solo dispositivo aumentaría mucho el riesgo de un parque por la pérdida de disponibilidad de la que se otorgaría al propio parque por poseer un dispositivo.

A la hora de configurar la ubicación de los dispositivos dentro de la localización escogida, hay que tener en cuenta que la distancia entre dispositivos debe ser lo suficientemente cerca y además estar estudiada para que se optimice la señal por el efecto de la agrupación. Sin embargo, esta distancia entre dispositivos debe ser lo suficientemente alejada para evitar problemas negativos de interacción, reduciendo así la capacidad de producción, y evitando la limitación de acceso a buques de mantenimiento dentro de la agrupación.



La manera más sencilla de agrupar los dispositivos es una configuración en forma de una fila paralela al frente de ola. De hecho se denominan matrices de primera generación a aquellas agrupaciones cuya disposición son una o dos filas perpendiculares a la dirección del oleaje, ver Figura 7.1. Con esta disposición se consigue:

• Minimizar la interacción entre dispositivos

• El mantenimiento y acceso a los dispositivos no se encuentre limitado

• Pueda ser un parque potencialmente grande mediante la ampliación del número de dispositivos de cada fila. El número de unidades posibles queda restringido por la localización y otros aspectos que veremos más adelante.

Figura 7.1: Matrices de primera generación [7.1]

En cambio, cuando se empiezan a añadir filas posteriores a estas dos primeras, se forman las denominadas matrices de segunda generación. Éstas son las formadas por más de dos filas, y dicha configuración tiene como consecuencia la posibilidad de problemas de interacción negativa entre dispositivos y de limitación en la entrada de barcos. Podemos observar una configuración de este tipo en la Figura 7.2.

Figura 7.2: Matriz de segunda generación de absorbedores puntuales [7.1]

Estas configuraciones en forma de filas no son las únicas existentes. Existen tres aspectos importantes en el diseño de la configuración de una agrupación de dispositivos:

• Meteoceánicos:



� La dirección del oleaje y el cambio del mismo puede influir directamente en la capacidad de extracción de energía de los dispositivos. Este hecho es uno de los más influyentes en la configuración de las agrupaciones de ciertos dispositivos de conversión.

� Efectos transitorios y cuestiones de supervivencia pueden hacer más adecuado la utilización de configuraciones más conservativas y simples en las agrupaciones.

• Conexión a red:

� La distancia del parque a la costa influye directamente en la infraestructura eléctrica de evacuación de la energía. De modo que a mayor número de dispositivos, mayor será la potencia a transmitir y por tanto se requerirá un cableado de mayor potencia nominal y mayores dimensiones.

� La distancia entre dispositivos y la forma en la que se encuentran configurados hará que el entramado eléctrico de interconexión sea más complejo.

� La infraestructura eléctrica onshore puede limitar el número de dispositivos y el tamaño del mismo, ya que puede ser necesario el refuerzo de la infraestructura eléctrica correspondiente.

• Acceso e instalación

� La distancia a la costa está directamente relacionada con el tiempo necesario de llegada al parque para los buques de mantenimiento

� La distancia entre dispositivos es un hecho que puede limitar la maniobrabilidad de los buques de mantenimiento además de la posibilidad de contacto con los dispositivos e incluso con los sistemas de anclajes de los mismos.

� Según las condiciones meteoceánicas, que están directamente relacionadas con las condiciones ambientales, puede hacerse necesario el disponer de mayor espaciado entre dispositivos para realizar las labores de mantenimiento de una forma más segura.

Finalmente, dependiendo de cada caso en particular pueden existir muchas configuraciones posibles en la formación de las agrupaciones (ver Figura 7.3), como son:

• Un dispositivo independiente

• En filas / lineal

• Anillo

• Rectangular

• Otros patrones



Figura 7.3: Alternativas posibles para agrupaciones de convertidores de energias de la olas [7.1]

Como se analizó en al apartado 4.5.2, la conexión individualizada de los dispositivos a tierra desde la ubicación del parque permitiría una operación muy flexible y fiable de cada unidad de generación. Sin embargo, esta solución puede ser muy costosa incluso para pequeños parques, debido al alto cableado necesario y las operaciones de instalación correspondientes.

Además el número de dispositivos conectados en un circuito se encuentra limitado a varias barreras eléctricas, como son la capacidad de los cables colectores y de las caídas de tensión a lo largo de los mismos, [7.1]. Por tanto, el máximo número de dispositivos por circuito es función de la capacidad nominal de los generadores y del adecuado espaciado entre las unidades del parque. Normalmente, las unidades son agrupadas en un subsistema de colección de media tensión dentro del parque. Estas disposiciones, también llamados “clúster” son entonces integrados en un nodo de unión en una subestación offshore, donde comienza el bloque de transmisión.

A continuación se mostrarán algunas alternativas posibles de conexiones en los clústeres:

• Agrupación en cadena sin redundancia, Figura 7.4. Donde los dispositivos son conectados en paralelo a lo largo de un cable colector. Esta tipología puede ser implementada en parques de tamaños medianos y pequeños, y el sistema de colección puede ser tanto en AC como DC.

Figura 7.4: Configuración de clúster en cadena [7.1]



• Agrupación en estrella o sistema radial, Figura 7.5. Donde los dispositivos están conectados de forma independiente a una subestación o hub nodal. Este sistema es útil para grandes parques de muchas unidades. Su sistema de colección puede ser en AC o DC.

Figura 7.5: Configuración radial o en estrella [7.1]

• Agrupación en cadena con redundancia, Figura 7.6. En esta disposición los dispositivos son conectados en paralelo a lo largo de cable colector en forma de malla. Un dispositivo de conmutación será el responsable de controlar el flujo de potencia en el circuito. Gracias a la redundancia del sistema esta configuración es interesante para en parques con un alto riesgo de contingencias y es aplicable en sistemas de AC y DC.

Figura 7.6: Configuración en cadena con redundancia [7.1]

• Agrupación en serie en DC, Figura 7.7. Los dispositivos están conectados en serie en varias ramas. Dicha configuración sólo se utiliza en sistemas con tecnologías en DC y es aplicable en parques de pequeño y mediano tamaño.

Figura 7.7: Configuración de conexión en serie [7.1]

En dicha configuración los dispositivos son conectados en serie de tal forma que se eleve la tensión de salida en DC en el nodo colector, como se muestra en la Figura 7.8.



Figura 7.8: Cableado de la conexión en serie en DC [7.1]

Como etapa final, todos los dispositivos se conectan a una subestación offshore donde comienza el sistema de transmisión que será analizado a continuación.

7.3 Bloque de transmisión Teniendo en cuenta las restricciones técnicas impuestas por los reglamentos y procedimientos de operación, existen muchas alternativas en el diseño de las instalaciones de evacuación.

La mayoría de las instalaciones conocidas son cercanas a la costa pues son dispositivos ligados a elementos costeros, como rompeolas o acantilados, o zonas de test, cuyo objetivo es la demostración y prueba de los dispositivos de conversión. Por ello, aún no se ha investigado en profundidad las posibilidades de maximizar la capacidad de transmisión en sistemas offshore. Sin embargo, el incremento de tamaño que conllevarán estos parques hará necesario alcanzar grandes distancias y por tanto el desarrollo y mejora de estos sistemas de transmisión.

Normalmente las razones que determinan el diseño de una instalación son razones económicas y prácticas que dependen de la localización de la planta y de los posibles puntos de conexión, refuerzos y de la nueva infraestructura necesaria.

Un esquema básico de la conexión de un parque undimotriz offshore a la red es el representado en la Figura 7.9.

Figura 7.9: Esquema básico parque undimotriz offshore

Como se analizó en el Capítulo 5, los sistemas de transmisión pueden ser en corriente alterna o continua, dependiendo principalmente de la distancia a la costa o la capacidad instalada. De forma general, para parques situados lejos de la costa o con una capacidad de varios cientos de megavatios, la transmisión por corriente alterna HVAC se vuelve carísima e ineficiente (ver apartado 5.3). En estos casos la opción más adecuada es una



transmisión por corriente continua HVDC aunque este tipo de sistemas requiere dos subestaciones con convertidores de electrónica de potencia a ambos lados de la línea de evacuación (ver apartados 5.4 y 5.5).

Analizando las posibles configuraciones que se pueden dar en los sistemas HVAC, y basándonos en las descritas en el apartado 5.7, existen varias alternativas.

La primera de ellas es el concepto básico de conectar un dispositivo directamente a una estación en tierra, como podemos ver en la Figura 7.10. Con esta solución nos ahorramos una subestación offshore, siendo un sistema útil para parques de demostración o parques formados por muy pocos dispositivos y que además se encuentren muy próximos a la costa. Un inconveniente importante de esta configuración es la necesidad de muchos cables de transmisión y su irremediable gran coste tanto en la adquisición como en la instalación de los mismos.

Figura 7.10: Primera opción en sistemas HVAC [7.3]

Una segunda alternativa sería unificar todas las salidas de las unidades de producción en un solo nodo, dentro de un hub, y desde allí transportar la energía a tierra. Esta disposición se muestra en la Figura 7.11. Esta tipología tiene el inconveniente de que un fallo en el cable a tierra y se pierde toda la capacidad de producción, sin embargo, el coste de la instalación y las perdidas en los cables quedan bastante reducidos. Esta opción es viable para parques grandes que no estén muy alejados de la costa.

Figura 7.11: Segunda opción en sistemas HVAC [7.3]

Para grandes parques instalados a largas distancias, dentro de las limitaciones de los sistemas HVAC, nos encontramos con otras dos opciones que se representan en la



Figura 7.12 y la Figura 7.13. Por un lado hay que destacar que a grandes distancias se requiere compensación de reactiva en ambos extremos del cable submarino para cumplir con los requisitos de calidad de onda como también la elevación del nivel de tensión para que sea posible un transporte con pocas pérdidas. Estas cuestiones implican la necesidad de instalación de una subestación offshore donde se alberguen estos elementos involucrados. Y por otro lado, la diferencia entre ambos esquemas es el número de líneas de transmisión, ya que para grandes parques existe la posibilidad de conectar clústeres por separado e incluso conectar dispositivos de diferentes tecnologías con distintas líneas de transmisión. Dotando al sistema de una mayor disponibilidad aunque sin embargo de mayor coste adicional por poseer un sistema eléctrico más complejo.

Figura 7.12: Tercera opción en sistemas HVAC [7.3]

Figura 7.13: Cuarta opción en sistemas HVAC [7.3]

En los sistemas HVDC, las opciones en la configuración eléctrica de la instalación de forma general pueden contemplar dos configuraciones. En la primera, Figura 7.14 , los dispositivos son conectados en paralelo a una subestación offshore donde se albergarán un transformador y el convertidor electrónico de potencia determinado para transmitir la corriente al nivel deseado. Y en tierra se sitúa otra subestación con un inversor y otro transformador para proceder al nivel adecuado para su transporte al punto de conexión. En esta instalación existe la posibilidad de que uno de los terminales del rectificador del cable submarino sea conectado a tierra de modo que el cable implicado en la instalación sería un cable unipolar. También podría diseñarse con un cable bipolar, aunque el coste por pérdidas sería mayor que con el caso anterior.



Figura 7.14: Primera opción en sistemas HVDC [7.3]

Una segunda opción es la conexión en serie de los rectificadores tras la salida de cada unidad de producción, tal como se puede observar en la Figura 7.15. En este sistema se elimina el transformador en el lado offshore a costa de conectar en serie todas las unidades de producción. Esta opción es viable si se dispone de generadores de alta tensión en dichas unidades.

Figura 7.15: Segunda opción en sistemas HVDC [7.3]

7.4 Bloque de conexión a red El bloque funcional de conexión a red engloba la infraestructura eléctrica terrestre necesaria para la inyección de la energía eléctrica generada hasta el punto de conexión en la red eléctrica.

La decisión sobre aspectos como la potencia de los dispositivos, la necesidad de mayor o menor equipamiento, la fiabilidad, etc., se encuentra determinada por toda la infraestructura existente en los bloques anteriores, y por las características y requisitos necesarios para la inyección a red. Estos requisitos vendrán fijados por los diferentes reglamentos técnicos y procedimientos de operación, ambos impuestos por el operador de la red.



El planteamiento general es conectar el cableado proveniente del mar a una subestación en tierra. En este punto se realizará una transformación de tensión de la señal entrante y se pasará a su distribución al punto de conexión en red. La subestación debe contar con todos los elementos necesarios para la protección de todas las líneas entrantes y salientes, y debe estar equipada para poder ser operada de forma remota y realizar las maniobras necesarias que garanticen el suministro del parque.

Para la distribución al punto de conexión en red, se diseñará una línea eléctrica para el transporte hasta dicho punto, el cual se corresponde generalmente con la subestación más cercana que sea apta para tal inyección. Dicha línea eléctrica puede estar formada por tramos aéreos y/o subterráneos, dependiendo de la topografía del terreno y de las propiedades colindantes. Dependiendo de la regulación existente, será necesario afrontar el refuerzo y aumento del equipamiento necesario para que sea posible la entrega de energía.

Finalmente, otro componente de este bloque funcional es un edificio de control y de operación para la planta, en el cual se derivan todos los cableados correspondientes al sistema de control y comunicaciones como también una toma de baja tensión para su alimentación. Este edificio estará dotado con un equipo de monitorización del parque, utilizando un sistema recolector de información y de control para supervisión (o también conocido como sistema Scada, según sus siglas en inglés Supervisory Control And Data Collection System). Este sistema es empleado como interfaz con el parque mediante el cual se visualizará toda la información necesaria y se ejecutarán las acciones pertinentes sobre todos los equipos e instalaciones correspondientes, garantizando una operación segura, eficiente y fiable.

7.5 Diseño conceptual de un parque offshore de energía undimotriz Tal y como se comentó en la introducción, en este último apartado se aplicará un diseño conceptual de un parque offshore de generación undimotriz. El parque que se desea diseñar será de una potencia de 20 MW y para su diseño se empleará los conocimientos adquiridos con la realización de este proyecto. Como localización se utilizará la costa de Mayo, una zona ubicada en la localidad de Bellmullet, situada en la costa noroeste de Irlanda (ver Figura 7.16).

Figura 7.16: Zona seleccionada para la instalación de un parque offshore de generación undimotriz [7.4]

IZQ: Localización de Bellmullet, Irlanda

DER: Área disponible para la instalación

En primer lugar es necesario, realizar un estudio de la zona en particular de la que se dispone. En este estudio se empezará por analizar el potencial undimotriz en dicha



localización. El potencial undimotriz característico de estas costas es bastante alto, pues se encuentra dentro de las franjas de mayor potencial existentes en el globo terrestre y en Europa, tal como se vieron en la Figura 2.11 y la Figura 2.10, respectivamente, dentro del Capítulo 2.

En estas costas, el oleaje posee una altura media de 3 m y periodo medio de 7 s, con dichos valores se estima una potencia media por frente de ola de 58 kW/m, [7.4]. La caracterización del oleaje existente en esta ubicación se muestra en la Tabla 7.1.

Tabla 7.1: Caracterización del oleaje en la costa oeste de Irlanda [7.4]

Parámetro Valor

Altura media del oleaje 3 m

Periodo medio del oleaje 7 s

Altura máxima del oleaje 13 m

Periodo máximo del oleaje 14 s

Potencia media kW/m 58 kW/m

Máxima potencia 1180 kW/m

En la Figura 7.17 se ilustra la energía extraíble del oleaje en la costa de Irlanda, quedando reflejada la variación de dicha energía con respecto a la distancia a la costa. Por otro lado, en la Figura 7.18 se puede observar la dirección de los vientos predominantes en dicho país. Conocer la dirección predominante del viento es un hecho que determinará la orientación que tendrá el parque como también la configuración de los dispositivos dentro de la agrupación formada por los mismos.

Figura 7.17: Energía media extraible (MWh/m) en la costa de Irlanda [7.4]



Figura 7.18: Dirección predominante del viento en Irlanda [7.5]

Analizando la batimetría del fondo marino alrededor de la zona donde se desea instalar el parque, se observa que la profundidad en dicha área varía entre 50 y 100 m. Sin embargo, teniendo en cuenta la zona por la que se espera que sea instalado el cableado eléctrico, la profundidad varía entre los 10 y 100 m, alcanzando hasta un mínimo de 9.7 m y un máximo de 111.8 m, [7.4]. En la Figura 7.19 se ilustra el trayecto y la zona por la que se ha realizado este estudio batimétrico.

Figura 7.19: Batimetría de la zona estudiada [7.4]

Respecto a la topografía y morfología del fondo marino, la zona analizada presenta una suave pendiente descendente de noreste a suroeste con contornos batimétricos generalmente orientados de la misma manera. Se localizan afloramientos rocosos donde el fondo marino alcanza pendientes pronunciadas.



La topografía del fondo marino en la región puede ser designada de forma general como:

• Fondos Marinos con relieves localizados (formas de fondo), es decir bancos de arena localizados

• Fondos Marinos de bajo relieve, con pendientes suaves, formado por arenas y glaciales

• Fondos Marinos de relieve moderado con pendientes moderadas a empinadas, se trata de afloramientos rocosos

El este de la zona se encuentra dominado por un fondo rocoso, con la excepción de una banda de fondo marino en la que el terreno es suave. Es en dicha banda, el lugar donde se propone que pase el trazado o ruta a seguir por el cable submarino, a fin de resultar con un menor riesgo de daño o deterioro por el contacto con el suelo rocoso. Dicho estudio se puede apreciar en la Figura 7.20.

Figura 7.20: Informe geológico de la zona [7.4]

Respecto al sistema eléctrico de transporte existente en Irlanda, mostrado en la Figura 7.21, se observa que el nivel de tensión de la red de transporte más cercana a la localización seleccionada es de 110 kV. Y el punto de conexión posible más cercano en esta red se trata de la subestación de Bellacorick, que se encuentra situada a 30 km desde Bellmullet.

Analizando la red de distribución de la zona, se observa que la ciudad de Bellmullet se encuentra unida a la subestación de Bellacorick mediante una línea aérea de distribución de 38 kV. En la Figura 7.22 se puede observar la red de distribución existente en la zona y el lugar donde los cables submarinos entran en tierra.



Figura 7.21: Red de transporte de Irlanda y detalle de subestación Bellacorick [7.6]

Figura 7.22: Red de distribución en el área de Bellmullet [7.2]

Esta subestación en la ciudad de Bellmullet será el posible punto de conexión para el parque. No se dispone de más información sobre las redes, subestaciones y demás infraestructura eléctrica de esta ciudad, sin embargo es de esperar que sea necesario el refuerzo de esta subestación y como también el de la línea de distribución pues no hay ninguna generación en la zona.

Una vez se ha analizada la localización y la infraestructura eléctrica existente, se procederá al diseño del parque de 20 MW. El siguiente paso consiste en la selección de un dispositivo de generación que sea adecuado a las características de esta zona.

En esta localización nos encontramos con una profundidad que varía entre los 50 y 100 m y con una caracterización de oleaje como el mostrado en la Tabla 7.1. Para estas características el dispositivo de generación de Wavebob parece el más adecuado.

El dispositivo de Wavebob, ilustrado en la Figura 7.23, es un dispositivo oscilante del tipo absorbedor puntual axi-simétrico que flota libremente sin estar anclado al fondo



marino. Este dispositivo de conversión es capaz de entrar en resonancia con el oleaje a través de cualquier rango de frecuencias y ancho de banda predeterminado. La respuesta del dispositivo se ajusta rápidamente y a tiempo real (durante cada ola) por medio de un PTO hidráulico y de un sistema de control autónomo para que la producción de electricidad se maximice.

Podemos observar las características más importantes de este dispositivo en la Tabla 7.2.

Tabla 7.2: Características del dispositivo Wavebob

Dispositivo de Wavebob

Profundidad 75 m

Componentes Estructura de acero

Diámetro 15 m Dimensiones

Altura 30-40 m

Potencia 1 MW

Tipo de PTO Hidráulico

Anclaje Catenaria

Figura 7.23: Dispositivo virtual en 3D y real de Wavebob [7.7]

El parque undimotriz estará formado por una agrupación de 20 dispositivos cuya configuración estará orientada en función de la dirección predominante del viento. La agrupación formada será del tipo matriz de primera generación y por tanto compuesta de dos filas en las que los dispositivos serán ubicados de tal forma que no haya una interacción negativa entre ellos, como se comentó en el apartado 7.2. La distancia de inter-espaciado entre dispositivos será de 100 m. Las dimensiones alcanzadas por esta configuración serían unos 1150 m de largo, dejando en el centro de la misma un espacio de unos 300 m de largo para la instalación de la subestación offshore y unos 100 m de ancho. La configuración seleccionada es del tipo radial. Los dispositivos serán conectados en paralelo en un mismo nodo en el interior de una estación de interconexión. Sin embargo dentro de éste existe una doble barra y cada dispositivo se encuentra conectado a ambas barras siendo estas separadas a su vez por un dispositivo de conmutación. De esta forma en caso de fallo en una de la barras o en algún dispositivo, los restantes puedan ser conectados a la otra barra sin que se produzca ninguna interrupción en la generación. El esquema de la configuración del parque se



puede observar en la Figura 7.24, y la conexión eléctrica dentro de una estación de interconexión se representa en la Figura 7.25.

Figura 7.24: Configuración del parque undimotriz

Figura 7.25: Conexión eléctrica dentro de una estación de interconexión

Aplicando la teoría de ondas lineal, que fue expuesta en el apartado 2.3, si se posee un oleaje con un periodo medio de T=7s entonces la longitud de onda será:

2·76,43

2

g Tλπ

= = m

De modo que con 100m de distancia entre dispositivos no coincidirán en los pasos por cero ni en los pasos de máxima producción, por lo que se obtendrá una onda suavizada en la suma de las salidas de los dispositivos tal y como se explicó en el apartado 4.5.1.

La ubicación del parque en la localización se encuentra a unos 16km de la costa. En la Figura 7.26 se ilustra dónde estará situado y la orientación con la que se ha dotado al parque para captar el viento predominante de la zona.

Con respecto al sistema de transmisión eléctrica, según el trazado eléctrico que seguirá la banda por donde el fondo marino posee una topografía suave, la distancia a recorrer por el sistema de transmisión sería aproximadamente de unos 18 km. Así que se encuentra dentro del margen de operación adecuado para un sistema de transporte de corriente alterna en alta tensión, HVAC, que como se expuso en los apartados 5.2 y 5.3 se trata de un sistema de transmisión eficiente y factible por debajo de los 70-90 km.

Para emplear este sistema de transporte, se situará una subestación eléctrica offshore situada por encima del nivel del mar con una estructura fija anclada al fondo marino, (ver apartado 5.9.2), en la que se conectará todo el cableado proveniente de las 2 estaciones de interconexión que unifican a su vez las producciones correspondientes a los dispositivos de generación. En dicha subestación se situarán dos inversores (necesarios para convertir la corriente de CC proveniente de los dispositivos de generación a CA), dos transformadores de 10 MVA cada uno con una relación de



transformación 0,6/36 kV, siendo este último nivel de tensión a la que se transportará la energía. Para la evacuación de energía se empleará un cable tripolar de XLPE con fibra óptica en su interior para que sea posible la transmisión de datos.

Figura 7.26: Ubicación del parque undimotriz

En el trayecto seguido por el cable eléctrico hay que distinguir dos tramos. El primer tramo se corresponde aproximadamente a los primeros 8 km del cable (tramo amarillo), en los cuales irá simplemente acostado sobre el fondo marino pues el suelo existente es arenoso. Mientras que en el tramo restante (tramo azul oscuro) hasta llegar a tierra, el cable requerirá de protección especial debido a que el suelo es rocoso y puede resultar dañado. Este trazado se muestra en la Figura 7.27.

Figura 7.27: Trazado eléctrico del parque undimotriz

Al llegar el cable a tierra será enterrado hasta conectar con una subestación onshore de nueva construcción. Equipado con un transformador de 20 MVA 36 kV/20 kV y con

Parque

Parque



toda la aparamenta necesaria para realizar su transporte mediante una línea aérea, también de nueva construcción, hasta el punto de conexión en Bellmullet. En esta nueva subestación, se situará también una sala de control y operación del parque, habilitada con un sistema Scada que permita la monitorización y control del mismo. Este nuevo tramo se puede observar en la Figura 7.28.

Figura 7.28: Infraestructura onshore hasta punto de conexión en Bellmullet

Finalmente, el esquema eléctrico correspondiente a este diseño a nivel conceptual del parque de generación offshore es el que se presenta en la Figura 7.29 y que será explicado a continuación. En dicho esquema se muestran como están conectados las 20 unidades de generación (estas unidades son formadas por el dispositivo de conversión completo más su rectificador correspondiente). Estos 20 dispositivos son repartidos en agrupaciones de 5 dispositivos y son conectados en paralelo en una estación de interconexión integrada con una doble barra en la cual se unen a otros 5 dispositivos.



Figura 7.29: Esquema eléctrico global correspondiente al diseño a nivel conceptual de un parque offshore de generación undimotriz

Ambas barras están conectadas a un inversor (este marcará el inicio del bloque de transmisión) que se unirá en paralelo a la salida de otro inversor (portador de los otros 10 dispositivos) para ser conectados antes de la etapa de transformación, en la que se emplean dos transformadores que elevan la tensión al nivel requerido para el transporte, dicho nivel se ha establecido en 36 kV. Estos componentes como son los inversores, transformadores y demás aparamenta necesaria son ubicados en una subestación offshore. A la salida del transformador se conecta un cable trifásico submarino de 18 km de longitud, con los respectivos dispositivos de compensación de reactiva en ambos extremos del cable, en este caso se ha optado por dispositivos del tipo Statcom.

El cable finalmente se conecta a las barras de una subestación onshore, donde se dispone de un transformador que alimenta al centro de control del parque y también a los servicios auxiliares de la propia subestación y además en ella se alberga el dispositivo de compensación de reactiva antes comentado. Por último en bornes del transformador se conecta una línea aérea que inyectará la energía generada en el punto de conexión correspondiente.

7.6 Referencias [7.1] EquiMar (2009), Deliverable D5.4. Site matching and interaction effects. February, 2009

[7.2] O’Sullivan D. and Dalton G (2009). “Challenges in the Grid Connection of Wave Energy Devices” Proceedings of the 8th European Wave and Tidal Energy Conference, Uppsala, Sweden.

[7.3] EquiMar, (2009).Deliverable D5.1. Guidance Protocols on Choosing of Electrical Connection Configuration.

[7.4] Waveplam (2009). Pre-feasibility Studies. Case Study 1: Ireland: Bellmullet. Hydraulics $ Maritime Research Centre.

[7.5] Página Web: www.met.ie/climate/wind.asp

[7.6] Página Web: www.geni.org

[7.7] Página Web: http://wavebob.com

[7.8] Página Web: www.wavehub.co.uk

[7.9] Molinas M., et al. (2007). “Power Smoothing by Aggregation of Wave Energy Converters for Minimizing Electrical Energy Storage Requirements”. Proceeding of the 7th European Wave and Tidal Energy Conference, Porto, Portugal.

[7.10] Thorburn K., Bernhoff H., Leijon M. (2004). “Wave Energy Transmission System Concepts for Linear Generator Arrays”. Ocean Engineering 31, 1339-1349.

[7.11] Thorburn K., Bernhoff H., Leijon M. (2004). “Wave Energy Transmission System Concepts for Linear Generator Arrays”. Ocean Engineering 31, 1339-1349, 2004

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