Corría el año 1998 cuando Lucy Craig, por entonces consultora senior de Garrad Hassan y ahora directora de Tecnología e Innovación en DNV GL, llegaba a Zaragoza para realizar el análisis técnico de un parque eólico promovido por Energy-E2 en Plasencia de Jalón. Esa fue la primera auditoría técnica de esta consultora en España. Tras el proyecto de Plasencia de Jalón, empezaron a llegar otros al calor del Plan de Energías Renovables de Aragón y Garrad Hassan abrió oficina en Zaragoza en 1999. Después, los Reales Decretos 436 de 2004 y 661 de 2007 posibilitaron el despegue de esta industria en todo el territorio nacional. En paralelo, durante los primeros años de la década de los 2000 llegaban a nuestro país DNV, GL, Windtest y KEMA.
Diez años después
En 2008, empujados por el desarrollo de la energía fotovoltaica nació GPM. La experiencia acumulada por todas estas empresas hace que DNV GL cuente, solo en España, con más de dieciséis gigavatios (16 GW) analizados en due diligence técnicas con diferentes tipos de alcances. Además, ha evaluado más de 13 GW a través de estudios de energía pre-operacionales, más de 8 GW de operacionales y cuenta con alrededor de 400 megavatios (MW) de plantas fotovoltaicas monitorizadas. Promotores, bancos, fabricantes y otras empresas del sector han confiado en DNV GL para el análisis técnico de activos energéticos en España durante más de 15 años.
Esta confianza por parte de los principales actores del sector ha permitido a DNV GL Iberia consolidarse como una de las unidades más importantes dentro de DNV GL a nivel internacional. La empresa cuenta en España y Portugal, repartidos en cuatro oficinas –en Zaragoza, Barcelona, Madrid y Lisboa– con más de 130 profesionales, muchos de ellos con más de 10 años de experiencia en el sector, y ofrece una amplia gama de servicios de consultoría y certificación energética a lo largo de toda la cadena de suministro, desde la generación hasta el uso final de la energía.
Centro de excelencia de energía solar
Además, DNV GL ha establecido en España su centro de excelencia de energía solar para Europa, tras la incorporación de Green Power Monitor, uno de los principales proveedores de soluciones Scada en el sector solar (Supervisory Control And Data Acquisition), con profesionales que acumulan más de 40 años de experiencia en el sector y desde donde se monitorizan más de 6 GW de plantas fotovoltaicas repartidas por todo el mundo. El modelo de negocio que permitió la consolidación de DNV GL en nuestro país creció en torno al reto de acotar y mitigar los riesgos de un sector incipiente y que se asociaba con una alta variabilidad y volatilidad.
La metodología de cálculo de producción energética de DNV GL es considerada como una referencia en el sector, liderando además la producción de software específico. Esta metodología se ha ido actualizando con el paso de los años conforme el sector ganaba en experiencia y, por tanto, en conocimiento. Tal y como indica Circe Triviño, responsable de la unidad de análisis de recurso eólico y energético, “en DNV GL dedicamos considerables cantidades de recurso a validar, revisar e innovar los procesos con el objetivo principal de obtener estimaciones más precisas”.
Datos operacionales de más de ocho gigavatios en España
Javier Puche, responsable de Desarrollo de Negocio de la compañía, afirma que “DNV GL ha analizado datos operacionales de más de 8 GW en España, probablemente más que ningún otro consultor a nivel internacional, y utilizamos estos datos para comparar con las estimaciones preoperacionales con el fin de entender los fenómenos que afectan a los cálculos y las posibles desviaciones, resultando en una mejora constante de los métodos empleados”. Según Puche, “la independencia y el rigor técnico siempre han sido la esencia del trabajo de DNV GL. Escuchamos a nuestros clientes y ponemos nuestra experiencia y nuestras herramientas a su disposición para que puedan entender los riesgos de sus proyectos y puedan tomar las mejores decisiones posibles para mitigarlos”.
José Manuel Marco, responsable del Área de Energía Renovable en España, afirma que “los 13 GW que hemos analizado en España nos han permitido entender perfectamente los distintos regímenes de viento y los retos que se presentan en las diferentes zonas de alto desarrollo eólico en el país. Y es que en la península contamos con una alta variedad de regímenes de viento que permiten, entre otras cosas, beneficiarse de un ‘efecto cartera’ cuando se dispone de activos dispersos por la geografía”.
El efecto cartera
DNV GL fue también de los primeros en incluir en sus estudios una reducción de incertidumbre por el llamado ‘efecto cartera’. “Gracias a dichos estudios –apunta Marco– pudimos comprobar cómo zonas geográficas muy cercanas entre sí están sometidas a distintos regímenes de viento. Este es el caso del Valle del Ebro y el Sistema Ibérico, que muestran casi completa independencia siendo muy cercanos. Otro efecto curioso sucede cuando entran frentes por Galicia y se observa un aumento de la velocidad en Castilla la Mancha. Desde los terrenos complejos de Galicia y Asturias, pasando por las mesetas de Burgos, Valladolid y Palencia, con fuertes efectos de estabilidad, o los regímenes del Valle del Ebro; es necesario tener un buen conocimiento de estas particularidades y utilizar las herramientas adecuadas”.
Es por ello que DNV GL ha desarrollado sus propios modelos de CFD (Computational Fluid Dynamics) y Mesoescala, con el objetivo de representar el flujo de viento en gran variedad de emplazamientos. El CFD que incluye estabilidad atmosférica de DNV GL fue el primero en el sector y ha sido usado con éxito en muchos de los emplazamientos con mayor complejidad en la modelización del mundo. Igualmente, las series virtuales que se generan con VMD (Virtual Met Data) han mostrado mejoras remarcables sobre los datos públicos de re-análisis y sobre otros datos virtuales disponibles.
Eran los ochenta
En paralelo al desarrollo de la metodología de cálculo de producción, Garrad Hassan fue pionera en la identificación de los riesgos técnicos de los proyectos eólicos, emitiendo el primer informe para financiación de un proyecto para Royal Bank of Scotland en la década de los 80. Primero, en la fase de desarrollo y construcción. Después, en la fase de operación. Apoyada en su experiencia, tanto en España como a nivel internacional, fue poco a poco delimitando aquellos aspectos que era necesario evaluar para acotar los riesgos del proyecto, contribuyendo de manera significativa en la determinación de las medidas de mitigación más recomendables. Como consecuencia, las principales entidades financieras de este país han requerido los servicios de DNV GL para financiar proyectos eólicos.
“Hoy –explica Puche– el sector ha madurado, pero continuamos observando cómo entidades financieras y fondos de inversión siguen demandando nuestros análisis técnicos para analizar los riesgos de carteras operacionales”. El responsable de Desarrollo de Negocio de la compañía lo tiene claro: “la experiencia acumulada por DNV GL sobre tecnología y operación a nivel nacional e internacional sigue siendo una de nuestras ventajas competitivas, y nuestros clientes así lo entienden. Hemos creado un paquete de servicios adaptado a transacciones de carteras de todos los tamaños con un precio ajustado, que nos ha permitido obtener la confianza de nuestros clientes en estos procesos. Así, en estos últimos cuatro años –concluye Puche–, DNV GL ha participado en los principales procesos de compra–venta de activos eólicos en España y Portugal, bien analizando la cartera para la venta o para la compra”.
En todos los rincones del mundo
Antonio Baiges, responsable de la unidad de Ingeniería de Proyectos en Iberia, coincide en esta apreciación: “la experiencia internacional es uno de nuestros distintivos, podemos decir que DNV GL ha contribuido al desarrollo de las renovables en todos los rincones del mundo. En concreto, en el caso de DNV GL Ibérica, además de España y Portugal, hemos contribuido fuertemente al desarrollo de Latinoamérica. Y además aportando seguridad, confianza, y calidad a todas las partes implicadas, desde entidades financieras hasta desarrolladores. No en vano, ese es nuestro principal objetivo: situar los proyectos en la vanguardia técnica y comercial, aportándoles valor añadido, facilitando su financiación, y dando las recomendaciones precisas para que puedan operar con éxito técnico y económico durante toda su vida útil”.
Datos de operación
El sector eólico está en constante evolución. La tecnología de los aerogeneradores ha avanzado de forma vertiginosa año a año, sobre todo gracias a las condiciones favorables para su desarrollo en países como España. También es muy habitual que los aerogeneradores ya instalados incorporen sistemas de mejoras para optimizar su rendimiento. DNV GL utiliza todo su conocimiento en la interpretación de datos operacionales procedentes de los sistemas Scada (Supervisory control and data acquisition) para validar estos sistemas, ayudando al desarrollo tecnológico de esta industria.
La era del Big Data
Jesús Navarro es el responsable de Análisis Operacional de parques eólicos en DNV GL Iberia: “recuerdo que, ya en 2003, cuando empezamos a pedir estos datos para realizar un análisis de diagnóstico, los clientes me decían, ¿para qué queréis todos estos datos? Pedíamos registros diez–minutales de viento, de potencia, de temperaturas, de alarmas, de hora de parada y hora de reseteo, etcétera. Ahí empezaba la era del Big Data. Además, en aquel entonces no había un gran conocimiento sobre cómo tratar e interpretar toda esa información que se acumulaba en las bases de datos de los sistemas
de Scada. Hoy –continúa Navarro–, con más de 17 GW de registros analizados por el equipo de DNV GL en Iberia, ya hemos demostrado nuestra capacidad para interpretar correctamente datos operacionales. Sabemos que operar un parque es mucho más que sentarse a comprobar cómo el contador de facturación va sumando kilovatios hora. De hecho, en alguna ocasión, hemos demostrado que ese contador no funcionaba adecuadamente. Todo el mundo puede recoger y analizar datos de sistemas Scada, pero sólo si eres capaz de interpretarlos correctamente podrás tomar las decisiones adecuadas”.
Pioneros a principios de siglo
Garrad Hassan comenzó a realizar estudios de energía operacionales allá por 2005, siendo pionero una vez más en la elaboración de la metodología de análisis de datos de operación. A partir de una idea que a priori es sencilla, se ha desarrollado una metodología poderosa que permite obtener robustas predicciones de energía con una incertidumbre moderada. “Los análisis operacionales –explica Navarro– cuentan con incertidumbres menores que los análisis pre–operacionales, lo que permite valorar con más precisión el valor económico del parque eólico. En la inmensa mayoría de los procesos de refinanciación de parques y procesos de compra y venta y M&A (Mergers and Acquisitions, fusiones y adquisiciones) de parques operacionales de los últimos años se han realizado estudios de energía de este tipo. Además, continuamos analizando datos operacionales para tratar de reducir las incertidumbres en nuestras asunciones, que a veces nos vemos obligados a asumir, dada la falta de información específica”.
Los análisis operacionales están basados en análisis de datos de producción y disponibilidad mensual y, según el responsable de Análisis Operacional de parques eólicos en DNV GL Iberia, “estos estudios de producción pueden complementarse y refinarse haciendo un estudio más detallado de los datos 10–minutales Scada y de las alarmas durante todo el periodo de operación del parque o, al menos, por un periodo representativo. De este modo –continúa Navarro–, se pueden validar/calcular las disponibilidades mensuales proporcionadas, e identificar posibles anomalías en el rendimiento
de los aerogeneradores, cuantificando posibles pérdidas de energía, y reduciendo aún más la incertidumbre de los análisis de operación basados solamente en datos mensuales. Y, obviamente, ese conocimiento y cuantificación de anomalías permite ir más allá; permite entender qué eventos están causando más pérdidas de energía y, por lo tanto, qué aspectos se deben estudiar en profundidad para optimizar la producción del parque eólico”.
Análisis a demanda
Navarro matiza en todo caso que DNV GL va todavía más allá: “hemos participado en proyectos en los que nuestro cliente nos pedía analizar el comportamiento de los aerogeneradores, es decir, cómo producen en función de la velocidad del viento sin tener la posibilidad de hacer una medición de curva de potencia según la norma IEC 61400–12–1. Básicamente, y, para los más entendidos, nos piden que analicemos las curvas de potencia de los aerogeneradores a partir de los datos Scada. Sabemos bien, porque nosotros mismos realizamos esas mediciones, que la curva de potencia tiene que medirse según la norma IEC para poder reclamar las correspondientes garantías. Sin embargo, a veces no es posible medir la curva, por lo que la única alternativa es el análisis de los datos Scada. Los datos de viento procedentes del Scada del aerogenerador están altamente perturbados por el rotor del mismo, ya que el anemómetro está en la parte de atrás del aerogenerador. Sin embargo, entendiendo cómo es esa perturbación, pueden servir para conocer cómo es la curva de potencia del aerogenerador. Combinamos (1) los resultados de un periodo corto de medición y en un número reducido de aerogeneradores de un parque, pero con una buena precisión según IEC 12–1, con (2) un estudio Scada basado en anemometría de góndola mucho menos precisa, pero para todo el periodo de operación y para todo el parque eólico”.
Desde hace ya casi 15 años
Windtest se instaló en España en 2003, y desde entonces ha consolidado su presencia en el país como laboratorio de ensayos de referencia. Desde entonces, ahora integrado como la unidad de mediciones de DNV GL, ha contribuido significativamente al desarrollo de la industria eólica en este país y, en concreto, al desarrollo de la tecnología a través de los servicios de mediciones de cargas mecánicas, calidad de la energía, huecos de tensión, curva de potencia y emisión de ruido; sobre todo, enfocados en procesos de certificación de aerogeneradores. También ha desarrollado un papel clave
para promotores a través de la medición de la curva de potencia de los parques eólicos, con el objetivo de asegurar el cumplimiento de la garantía correspondiente.
Hoy, integrada en DNV GL, continúa adaptando sus servicios a los nuevos desafíos de las renovables, como son la extensión de vida útil o el cumplimiento de códigos de red. Con un taller de más de 200 metros cuadrados, y con profesionales que acumulan más de 100 años de experiencia en el sector, DNV GL cuenta en España con uno de sus centros de referencia, dando soporte desde aquí al resto de oficinas del grupo a nivel internacional.
La unidad de mediciones de DNV GL ha realizado más de 350 mediciones de curva de potencia, más de 30 campañas de mediciones de cargas mecánicas en aerogeneradores y más de 70 campañas de mediciones de calidad de la energía para los principales fabricantes de aerogeneradores.
Aparte de las necesidades inherentes a la certificación de los aerogeneradores, las mediciones de curva de potencia son necesarias para que los promotores puedan verificar la garantía correspondiente del fabricante, y efectuar las reclamaciones correspondientes en caso de que la curva de potencia medida sea menor que la que se ha garantizado para ese emplazamiento.
Las mediciones de cargas y de calidad de la energía suelen estar enmarcadas dentro de los procesos de certificación tipo de los aerogeneradores. Son pruebas que se realizan por parte de una entidad independiente, como DNV GL, para certificar que el aerogenerador cumple con unas determinadas características técnicas de diseño. En ocasiones, estas mediciones se solicitan fuera del ámbito de la certificación y suelen estar enfocadas en el desarrollo del diseño de prototipos o para la resolución de problemas encontrados en máquinas en operación.
Andrés Ferreras es responsable de la unidad de mediciones de DNV GL: “hemos realizado mediciones en los prototipos de los principales fabricantes de aerogeneradores, y resulta asombroso cómo la tecnología ha ido avanzando estos años. Por ejemplo, el comportamiento eléctrico de los aerogeneradores se ha ido adaptando a los requisitos de los códigos de red, como soportar huecos de tensión, reducciones de potencia en breves periodos, limitaciones en armónicos y flicker, etcétera. Y nosotros hemos ido comprobando cómo efectivamente los aerogeneradores iban respondiendo favorablemente a esas exigencias, lo que ha permitido a la energía eólica alcanzar grandes cuotas de penetración en países exigentes respecto al código de red, como pueden ser España o Alemania”.
Más de 1.700 aerogeneradores
Por otro lado, el equipo de España de DNV GL ha inspeccionado más de 1.700 aerogeneradores de diferentes tecnologías, desde los más frecuentes, como el V90 de Vestas, ó el G90 de Gamesa, hasta aerogeneradores menos habituales en nuestro país, como el Fuhrländer FL2500 ó el Sinovel SL 3000. El responsable de la unidad de Inspecciones, Francisco Sanz, explica el modus operandi: “realizamos inspecciones en diferentes grados de profundidad, dependiendo de las necesidades del proyecto. Quizá las inspecciones más requeridas son las inspecciones visuales de estructura y maquinaria, que permiten obtener un conocimiento general del estado del aerogenerador.
Sin embargo, hay otras inspecciones específicas que aportan información de gran valor añadido. Las endoscopias de multiplicadoras, por ejemplo, son muy solicitadas. Este tipo de inspección consiste en analizar con un videoscopio el estado de los componentes más sensibles de la multiplicadora, básicamente los rodamientos y engranajes. En alguna ocasión se ha llegado incluso a recomendar detener un aerogenerador por las altas probabilidades de daño catastrófico que existían dado el estado en el que se encontraba la multiplicadora”.
Las inspecciones se suelen enmarcar dentro de los estudios de causa raíz. Los estudios de causa raíz implican el análisis del fallo tratando de entender las causas que lo desencadenaron. “Durante estos últimos años, hemos trabajado en muchos proyectos de este tipo”, comenta Carlos Albero, responsable de la unidad de Gestión de Operación: “en ocasiones, se produce un fallo en el aerogenerador, y las partes implicadas no tienen claro quién es el responsable de dicho fallo y, por tanto, quién lo debe asumir. Un ejemplo típico es la rotura de una pala en un parque con un contrato de mantenimiento full service (todo incluido).
El fabricante puede alegar que la rotura es debida a causas ambientales de fuerza mayor que escapan a su responsabilidad. El promotor o el seguro correspondiente entienden que ese fallo se debe a una calidad deficiente del aerogenerador. Las partes contratan a DNV GL para el peritaje, y nosotros estudiamos el tipo de fallo, investigamos las causas y ofrecemos nuestra opinión independiente sobre lo ocurrido. Estos análisis de causa raíz –concluye Albero– suelen incluir inspecciones y revisión de datos Scada para poder componer una idea clara de los hechos”.
Los retos que vienen
Santiago Blanco, responsable de DNV GL España, sabe que “en un parque eólico hay muchos datos esperando a ser tratados con criterio, conocimiento y rigor. DNV GL –explica en ese sentido– está apostando fuertemente por la digitalización y el análisis del famoso Big Data, que en esta industria no significa más que ser capaz de extraer de manera inteligente la cantidad de información que genera un parque eólico. Hasta hace poco –continúa Blanco–, se analizaban datos medios de intervalos de 10 minutos, pero ya llevamos un tiempo utilizando datos de mayor frecuencia (de entre 1 a 10 segundos) para algún análisis específico donde pueden proporcionar un gran valor añadido. Esto lo hemos hecho con trabajos concretos, pero el objetivo es generar herramientas que permitan hacerlo de una manera más automática, y estamos en el camino correcto para ello”.
Otro de los aspectos clave a los que se enfrenta la industria eólica en nuestro país es el análisis de la vida útil y las posibilidades de extensión más allá del año 20. El parque eólico español tiene una media de unos doce años más o menos, pero hay ya un número importante de parques eólicos que se están acercando o incluso han superado su año 20 de operación. Tal y como indica Circe Triviño, responsable de la unidad de Análisis de Recurso y Energía, “en principio, los aerogeneradores han sido diseñados con una vida útil de 20 años. Esto significa, en esencia, que sus componentes
estructurales tienen, por diseño, una probabilidad muy baja de fallar antes del año 20. Cómo es exactamente esa probabilidad de fallo a lo largo de los años -explica Circe- sólo lo determina un estudio de cargas con las condiciones de viento específicas del emplazamiento. Si las condiciones del emplazamiento son más exigentes que las de diseño, la probabilidad de fallo objetivo de diseño de un componente estructural se alcanzará antes del año 20 y aumentará significativamente a partir de ahí. Si las condiciones son menos exigentes, es probable que esa probabilidad de fallo se alcance más allá del año 25 ó 30”.
Pero analizar la vida útil de un parque ólico no es solo hacer cálculos con un programa de cargas. Según Triviño, “el enfoque de DNV GL para analizar la vida útil de los parques eólicos y su potencial expansión tiene varias dimensiones. Por un lado –explica la responsable de Análisis de Recurso y Energía–, está el enfoque de la certificación, que se encarga de comprobar que se cumplen los requisitos establecidos en nuestras guías internas sobre extensión de vida útil y que está dirigido a que los fabricantes puedan obtener un certificado de extensión de vida útil para unos aerogeneradores específicos de un parque eólico concreto. Por otro lado –continúa Circe–, está el enfoque de la consultoría renovable, que hace un análisis más pragmático; haciendo un ejercicio similar en concepto, pero generando una opinión técnica experta en vez de un certificado. Por ejemplo, Certificación siempre hace el análisis de cargas utilizando el modelo aerolástico del generador. Este modelo es propiedad del fabricante (y parte de su know–how), por lo que no lo suele poner a disposición de terceras partes. El estudio de consultoría, dirigido por la unidad de tecnología de DNV GL con amplia experiencia en el diseño de aerogeneradores, utiliza un modelo genérico de aerogenerador, por lo que las incertidumbres asociadas al resultado son mayores. Este servicio está enfocado a promotores y entidades financieras interesadas en evaluar la vida económica del activo más allá del año 20”.
“En todo caso –concluye Triviño–, el enfoque de DNV GL a la vida útil se basa en mucho más que un estudio de cargas utilizando las condiciones reales del emplazamiento. Se analizan los datos operacionales, la estrategia de mantenimiento y el estado ctual del parque eólico a través de revisión documental e inspecciones in situ. Además, utilizamos toda esa información para determinar estrategias de mantenimiento que permitan que el parque eólico pueda alcanzar una vida económica superior al año 20, y proyectamos los costes que potencialmente serán necesarios para lograrlo”.
