El dispositivo C4 de CorPower Ocean, probado ahora a escala comercial en el centro de pruebas expuesto del Atlántico, ha demostrado una capacidad única para sintonizar y desintonizar en función de los distintos estados del mar, limitando la respuesta a olas de tormenta extremas (de hasta 18,5 m) y amplificando al mismo tiempo el movimiento y la captura de energía en olas normales mediante una novedosa tecnología de control de fase.

El avance marca un hito crucial para la energía undimotriz, ya que aborda los dos principales obstáculos que han dificultado su adopción comercial hasta la fecha: la capacidad de supervivencia y la generación eficiente de energía en condiciones oceánicas normales.

Este punto de inflexión es una señal inequívoca de que la energía undimotriz está preparada para su adopción a gran escala.

Desde su despliegue en agosto de 2023, se han verificado con éxito todos los aspectos clave de las funciones del sistema C4, incluida la exportación de energía a la red, el control y la supervisión automatizados del sistema, así como métodos seguros de operación y mantenimiento (O&M).

Los datos recogidos permitieron calibrar el gemelo digital, un extenso modelo numérico utilizado para predecir el comportamiento del sistema. Los datos medidos de movimiento y potencia de salida de la máquina, que funciona con un novedoso control de fase "WaveSpring", han superado ligeramente las predicciones del gemelo digital para los ajustes de maquinaria utilizados. La primera fase operativa ha concluido con éxito al desconectar y remolcar el dispositivo C4 de vuelta a la base terrestre de CorPower Ocean en Viana do Castelo para su primer ciclo de mantenimiento planificado. Esta demostración de métodos eficientes de O&M es un objetivo clave del programa de despliegue del C4, para apoyar el escalado a granjas de olas a escala comercial en el futuro.

Una vez completado el primer ciclo de revisión y mantenimiento en tierra, el C4 volverá a desplegarse en el emplazamiento de Agucadoura, donde continuará el programa de demostración. A continuación se ofrecen más detalles sobre los resultados de la primera fase de operaciones del C4.


Supervivencia a las tormentas

La capacidad de supervivencia del C4 WEC se ha verificado superando cuatro grandes tormentas, con confirmación de la capacidad de reanudar las operaciones y la exportación de energía a la red después de cada tormenta. Para recordarlo, el C4 de CorPower funcionó de forma fiable durante las tormentas Babet y Aline (corpowerocean.com). El periodo más energético se vivió durante el 4 de noviembre con la tormenta Domingos, que envió oleaje al emplazamiento con alturas de ola de hasta 18.El CorPower C4 estableció un nuevo récord de supervivencia a las tormentas (corpowerocean.com).

CorPower Ocean y sus socios del Programa de Acceso Piloto (PAP) han podido verificar los principios de diseño para un funcionamiento robusto en olas extremas que ofrece el modo Survival del dispositivo CorPower C4. Operando en el modo Survival desintonizado, que es el estado natural del sistema, el dispositivo mostró una respuesta muy pequeña a las olas incidentes a pesar de que el casco del WEC se sumergía completamente durante los picos de olas de forma regular durante estas tormentas. En el siguiente gráfico, la curva azul muestra la altura de las olas estimada por los sensores de a bordo el 4 de noviembre de 2023, con olas de hasta 18,5 m, mientras que la curva verde muestra el movimiento de la maquinaria medido por los codificadores de la caja de engranajes hasta unos pocos decímetros como máximo.

El bajo movimiento de la maquinaria (rango de decímetros) en estas olas extremas confirma la eficacia del principio de desintonización utilizado por el modo de supervivencia, con casi dos órdenes de magnitud de menor movimiento de la maquinaria en comparación con las olas incidentes. La comprobación de la bajísima respuesta a las olas de tormenta se considera uno de los resultados más importantes de la demostración oceánica del C4 hasta la fecha. La supervivencia a las tormentas ha sido históricamente uno de los mayores retos para los dispositivos de energía undimotriz.


Funcionamiento ajustado

Los resultados de supervivencia pueden compararse con los datos medidos con el C4 funcionando en un modo sintonizado en el que se ha observado un movimiento de la maquinaria de hasta 3 m en olas incidentes de 1 m. Al activar la tecnología de control de fase WaveSpring, el sistema empieza a oscilar en fase con las olas, lo que se ha confirmado que amplifica fuertemente la respuesta de la maquinaria a las olas incidentes.


Sintonización y desintonización: una característica clave para una energía de las olas competitiva

La capacidad de sintonizar y desintonizar el dispositivo en función de las condiciones oceánicas, limitando la respuesta a las tormentas y amplificando el movimiento y la captura de energía en olas regulares, ha quedado claramente demostrada durante el periodo de funcionamiento del C4 en Agucadoura. La verificación del movimiento amplificado y la captura de potencia por el sistema de control de fase se considera un resultado clave del proyecto de demostración HiWave-5.

La función de sintonización y desintonización de los CME de CorPower Ocean puede compararse con la de los aerogeneradores, en los que todas las turbinas modernas disponen de una función de cabeceo de las palas para alterar la respuesta a las condiciones del viento, limitando las cargas en las tormentas y optimizando el rendimiento en condiciones regulares. Creemos que añadir una función similar a la energía de las olas es clave para convertirla en una fuente fiable y competitiva de energía limpia.


Rendimiento energético

Durante este periodo de puesta en servicio, el objetivo principal ha sido verificar un funcionamiento seguro y fiable en todas las condiciones oceánicas y probar rigurosamente cada función del sistema. El dispositivo se ha operado con envolventes de movimiento limitadas, proporcionando márgenes de seguridad adicionales al limitar la velocidad máxima permitida y la carrera de la maquinaria, y se ha utilizado un controlador de salida de potencia robusto pero sencillo para controlar la máquina durante la mayor parte del periodo. Se ha registrado una exportación de potencia de hasta 600 kW de pico.

Se ha comprobado que la configuración del tren de accionamiento eléctrico limita la potencia máxima a unos 600 kW. Durante el primer ciclo de mantenimiento en tierra está previsto realizar ajustes en el tren motriz, con el objetivo de aumentar la capacidad de potencia hasta 850kW. Debido a la limitada capacidad de movimiento y a la limitación de potencia a 600 kW, el funcionamiento sintonizado se ha limitado a estados de mar moderados durante este primer periodo operativo. En los estados de la mar en los que se ha podido verificar el funcionamiento ajustado, la potencia medida ha superado ligeramente las predicciones del gemelo digital utilizando los mismos ajustes de maquinaria.


Calibración del gemelo digital

El gemelo digital (un modelo numérico detallado) del sistema se ha calibrado utilizando los datos medidos sobre el movimiento, la potencia y la dinámica interna de la maquinaria. Se ha comprobado que la cadena de conversión de potencia está representada con precisión, con una estrecha correspondencia entre los datos medidos y los simulados, mostrando una bondad de ajuste típica en el rango del 96-99%. Esto indica que los componentes de la toma de fuerza están representados con precisión, con las pérdidas y los mapas de eficiencia adecuados. Se ha observado que los modelos hidrodinámicos subestiman ligeramente la absorción de potencia de las olas del océano en el casco del CME, lo que ha dado lugar a que el movimiento y la potencia medidos en el océano superen ligeramente las predicciones del gemelo digital, para los estados del mar medidos y los ajustes específicos de la maquinaria utilizados. Es de esperar que en el futuro se realicen ajustes en las funciones de corrección no lineal del modelo hidrodinámico, basándose en los datos medidos y en las investigaciones en curso sobre hidrodinámica no lineal en colaboración con destacados grupos académicos.


Vigilancia y control a distancia

Las funciones de supervisión y control a distancia se han verificado desde el centro de control de CorPower Ocean. El sistema C4 fue supervisado inicialmente las 24 horas del día, los 7 días de la semana, por operadores, lo que pudo reducirse posteriormente a comprobaciones periódicas a medida que avanzaba el programa de puesta en servicio y el sistema de supervisión enviaba alarmas a los operadores en caso de que se produjeran eventos que requirieran atención.


El ancla UMACK

La primera ancla UMACK a escala comercial desarrollada por CorPower Ocean en colaboración con socios europeos se instaló en el emplazamiento de Agucadoura, con un lecho marino arenoso a 45 m de profundidad. Más detalles sobre esta innovación geotécnica pueden encontrarse aquí CorPower Oceans commercial scale UMACK anchor deployed. Durante el primer ciclo operativo, con el dispositivo C4 conectado al ancla UMACK, se verificó el mantenimiento estable de la estación.


Operaciones y mantenimiento (O&M)

Los métodos de remolcado y conexión del sistema C4 se demostraron con éxito en agosto de 2023 con el convertidor de energía undimotriz de CorPower Ocean desplegado en Portugal. Después de esto, los métodos para el acceso tripulado en alta mar al sistema pudieron ser revisados y aprobados por revisores de seguridad de terceros, lo que posteriormente ha permitido a los técnicos de CorPower Ocean acceder a la máquina in situ para realizar inspecciones internas e intervenciones menores.

Tras la finalización de los casos de prueba de la primera fase de puesta en servicio, se han demostrado con éxito los métodos para liberar y remolcar de vuelta el dispositivo para un ciclo planificado de revisión y mantenimiento en tierra. El proceso de liberación consiste en accionar a distancia un conector rápido situado entre el fondo del sistema de amarre y el ancla UMACK, lo que permite que el dispositivo salga a la superficie. El periodo operativo ha proporcionado valiosos conocimientos sobre los métodos de operación y mantenimiento con vistas a una explotación eficiente y de bajo coste de los parques de olas a escala comercial en el futuro.


Próximos pasos

El sistema C4 está siendo sometido a una serie de comprobaciones en tierra. También se realizarán ajustes y mejoras basados en la experiencia adquirida durante el primer ciclo de funcionamiento. Una vez completado, el sistema se volverá a desplegar en Agucadoura y se someterá a una fase de aceleración para demostrar su plena capacidad de potencia, incluyendo nuevos avances en los métodos de control. Una vez finalizado el programa de puesta en servicio, se iniciará una fase de evaluación del rendimiento energético siguiendo la norma IEC/TS 62600-100.