MEC Intelligence ha lanzado un estudio comercial que compara el coste de varios diseños de cimentaciones para aerogeneradores marinos. Los diseños convencionales de cimentaciones como los monopilotes y las cimentaciones tipo jacket se han comparado con nuevos e innovadores diseños como las cimentaciones por gravedad y las cimentaciones por succión. Los resultados del es-tudio indican que los diseños innovadores de cimentaciones son más efectivos en coste que los tradicionales, a medida que los ae-rogeneradores son de mayor tamaño y se instalan en aguas más profundas.

Las cimentaciones son una gran inversión en la construcción de un parque eólico marino, representando en torno al 21% del coste to-tal de una instalación marina, el coste de las cimentaciones están influido principalmente por el coste de los materiales (50-60%) y los costes de instalación (15-20%), juntos representan en torno al 65-85% del coste total.

Los nuevos diseños de cimentaciones podrían ser entre un 10 y un 30% más baratos que los diseños convencionales, y los costes se reducen aún más a medida que se emplean aerogeneradores más grandes e instalados en aguas más profundas.

Los nuevos diseño que se ofertan actualmente en el mercado redu-cen el coste principalmente porque tiene menores costes de mate-rial, dado que usan menos cantidad y materiales más baratos. Para un aerogenerador de 6 MW, las nuevas cimentaciones son entre un 4 y un 20% más baratas, en lo que respecta a los costes de mate-rial, al compararlas con las cimentaciones tipo monopilote y jacket, mientras que para aerogeneradores de po-tencia igual o superior a 8 MW los nuevos diseños pueden reducir el coste en el rango 21-24%.

Los costes de instalación no varían mucho en comparación con los costes de los ma-teriales, pero si pueden ser un cuello de botella en la ejecución a tiempo de un par-que eólico marino. Los nuevos diseños de cimentación pueden disminuir los costes de instalación en un 50% en comparación con los diseños tradicionales, debido princi-palmente al efecto acumulativo de: menos días de instalación y el empleo de buques más baratos, debido a que se requiere me-nos e incluso ninguna capacidad de eleva-ción. Las nuevas cimentaciones se pueden instalar en 1-3 días, reduciendo el tiempo total de instalación de las cimentaciones,

MEC Intelligence has launched a commercial study that compares the cost of a range of offshore wind foundation designs. Conventional foundation designs such as monopiles and jackets have been compared with new innovative designs such as gravity-based and suction-based foundation designs. The results of the study indicate that innovative foundation designs could prove to be more cost effective than conventional foundations for projects with increasing depths and turbine sizes.

Foundations represent a large investment in the construction of an offshore wind farm, with around a 21% share of the total cost of an offshore installation. Foundation cost is primary driven by materials (50-60%) and installation costs (15-25%), together representing 65-85% of the total outlay.

New foundation designs could be between 10 to 30% cheaper than conventional designs, and costs reduce yet further as wind turbines become larger and are installed in deeper waters.

New designs being offered on the market reduce the cost mainly because they offer lower material costs as they use less quantity and cheaper materials. For 6 MW wind turbines, new foundations are 4-20% lower in material cost when compared to monopiles and jackets, while for turbine sizes of 8 MW and larger, the new designs reduce the cost by around 21-24%.

Installation cost does not vary much compared to material costs, but can cause a bottleneck in the timely execution

UN NUEVO ESTUDIO DESCUBRELAS CIMENTACIONES MÁS COMPETITIVAS PARA AEROGENERADORES MARINOSLa necesidad de instalar aerogeneradores cada vez en aguas más profundas creará una demanda de cimentaciones más grandes y más pesadas, y por lo tanto de diseños más efecti-vos en coste. Los nuevos diseños de cimentaciones para aero-generadores marinos, podrían demostrar ser más efectivos en coste que las cimentaciones convencionales para proyectos en aguas más profundas y con aerogeneradores de mayor ta-maño. Este es el resultado de un estudio comercial llevado a cabo por MEC Intelligence. El estudio compara varios diseños de cimentaciones para aerogeneradores marinos en base a dis-tintos parámetros de coste.

NEW STUDY REVEALSTHE MOST COMPETITIVE FOUNDATIONS FOR OFFSHORE WIND TURBINES The need to install offshore wind turbines in increasingly deeper water will create a demand for larger and heavier foundations and therefore, for cost effective designs. New innovative foundation designs for offshore installations could prove to be more cost effective than conventional foundations for projects involving deeper waters and larger turbine sizes. These are the findings of a commercial study carried out by mec these are the findings compares various offshore wind foundation designs based on multiple cost parameters.

Foto cortesía de Seatower | Photo courtesy of Seatower

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por lo que se acortan los plazos de construcción del parque eólico marino, con el consiguiente ahorro de costes y la generación más rápida de ingresos.

El estudio concluye que mientras que las cimentaciones por gra-vedad sin grúa son apropiadas para aerogeneradores de 6 MW y 8 MW, instalados en aguas de profundidad media y alta, las cimentaciones tipo cubo simple de succión son efectivas en cos-te para proyectos en los que los aerogeneradores rondan los 4-6 MW de potencia y se instalan en zonas de poca a media profun-didad.

El estudio también incluye un amplio análisis de riesgos y sensibi-lidad; en este apartado las conclusiones señalan que las cimenta-ciones por gravedad sin grúa parecen ser las menos sensibles a los cambios en las condiciones de mercado, cuando se valoran respecto a factores de incertidumbre y riesgos tales como las fluctuaciones de los precios del acero y la disponibilidad de buques. Este diseño se construye principalmente en hormigón y no requiere de buques con gran capacidad de elevación. En los diseños de cimentación por gravedad la mayor parte de la fabricación tiene lugar en el puerto y por tanto, no hay mucha dependencia respecto de instalaciones de fabricación. Solamente se necesitan para su instalación remolcado-res o embarcaciones de apoyo tipo plataforma, lo que no comporta grandes riesgos de suministro.

Seatower instala con éxitouna cimentación por gravedad sin grúa

El 9 de febrero de este año la compañía Seatower instaló con éxito un nuevo tipo de cimentación para aerogeneradores marinos, que se espera que revolucione la industria con su tecnología única que no necesita de grúas. Esta cimentación fue instalada en el Canal de La Mancha aproximadamente a 15 km de la costa francesa en el emplazamiento marino Fécamp. La instalación fue realizada por MT Højgaard. El emplazamiento de demostración está localizado en el parque eólico marino de 498 MW Parc Éolien en Mer de Fécamp, y es propiedad de la compañía energética francesa EDF Energies Nouvelles, de la danesa DONG Energy, de la alemana wpd Offshore y del fabricante de aerogeneradores Alstom.

La cimentación por gravedad sin grúa de Seatower está insta-lada en aguas de unos 27 m de profundidad. La placa base del nuevo prototipo tiene un diámetro de 23 m y una altura de 1 m y cuenta con unos innovadores faldones de acero en el fondo para penetrar en el suelo marino, lo que reduce el peso total necesa-rio. El peso de la estructura completa sin lastre es de aproxima-damente 2.000 t.

of the offshore wind farm. New foundation designs can reduce the installation cost by around 50% compared to conventional designs, mainly due to the cumulative effect of fewer installation days and the use of less expensive vessels as lifting capacity is lower or not required at all. New foundation designs can be installed in 1-3 days, decreasing the total time for the installation of foundations, so the offshore wind farm can therefore be installed over shorter construction schedules, saving costs and generating revenue faster.

The study concludes that while cranefree gravity foundations are suitable for 6 MW and 8 MW wind turbines in medium to higher depths, the mono suction

bucket is cost effective for projects with turbine sizes of around 4 MW and 6 MW in lower to medium depths.

The study also includes a comprehensive risk and sensitivity analysis concluding that cranefree gravity foundations appear to be least sensitive to changes in market conditions when assessed on future uncertainty factors and risks such as, steel price fluctuation and vessel availability. The design is largely made of concrete and does not require heavy lift vessels for installation. With cranefree gravity foundation designs most of the fabrication takes place in the port and therefore there is less dependence on manufacturing facilities. Only tugboats or platform support vessels are needed for its installation, thus avoiding major supply risks.

Seatower successfully installsa cranefree gravity foundation

On 9 February, 2015, the company Seatower successfully installed a new type of foundation for offshore wind turbines that is expected to change the industry with its unique cranefree technology. It was installed in the English Channel approximately 15 km off the French coast at the Fécamp offshore site. The installation was carried out by MT Højgaard. The demonstrator site is located at the 498-MW offshore wind farm Parc Éolien in Mer de Fécamp, owned by the French energy company EDF Energies Nouvelles, Danish DONG Energy, Germany’s wpd Offshore and wind turbine manufacturer Alstom.

The Seatower cranefree gravity foundation has been deployed in water depths of around 27 metres. The base plate for the new prototype is 23-m in diameter and stands over one metre high with innovative steel skirts at the bottom for penetration into the seabed, which reduces the total required weight. The weight of the completed structure with ballast is approx. 2,000 t.

Quickly and efficiently, the hollow Seatower foundation was towed out to its desired position by two tugs and then deployed by letting seawater flow into the hollow foundation. The foundation was then fixed to the seabed by its own ballasted weight. This type of foundation is perfect for larger wind turbines and installation also take place during the winter and in harsh offshore conditions, which is one of many advantages that will reduce the cost of offshore wind.

Foto cortesía de DONG Energy | Photo courtesy of DONG Energy

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De forma rápida y eficiente, la cimentación hueca de Seatower fue remolcada hasta la posición deseada por dos remolcadores y a continuación colocada en el lugar elegido, dejando que el agua de mar entre la cimentación hueca. La cimentación fue entonces fijada al lecho marino por acción de su propio peso lastrado. Este tipo de cimentación es perfecta para aerogeneradores grandes y su instalación puede lle-varse a cabo incluso en invierno y en condiciones di-fíciles de la mar, que es una de las muchas ventajas que reducirán el coste de la eólica marina.

Estas cimentaciones son más baratas que las tradi-cionales tales como los monopilotes de acero. Las cimentaciones de Seatower se instalan más rápido y con menos riesgo, ya que para su instalación se necesita menos personal en las operaciones en alta mar. No se produce ruido por el martilleo de los pi-lotes ni por perforaciones durante el proceso de ins-talación, ya que la cimentación hueca se rellena simplemente con arena para anclarla de forma segura al fondo marino.

Este diseño de cimentaciones está patentado y ha sido verificado y aprovado por la certificadora DNV.

El proyecto eólico marino Icebreakerincorporará un nuevodiseño de cimentación

La compañía Lake Erie Energy Development Corporation (LEEDCo) ha anunciado recientemente que el parque eólico marino Icebreaker, proyectado en las aguas del Lago Erie en Ontario, utilizará un innova-dor diseño de cimentaciones desarrollado en Europa. Las cimentacio-nes tipo cubo simple, desarrolladas por la empresa danesa Universal Foundation, reducirán significativamente los costes de instalación de este proyecto piloto en comparación con el concepto de monopilotes modificados desarrollado por LEEDCo en 2013.

Para evaluar el diseño de cubo simple, LEEDCo ha considerado su rendimiento técnico, sus costes de fabricación e instalación, así como los riesgos comparativos. El equipo de evaluación LEEDCo in-cluyó a ingenieros veteranos especialistas en eólica marina de la compañía británica Offshore Design Engineering y expertos de la cadena de suministro de la eólica de GLWN, con sede en Cleveland. Universal Foundation se unirá al equipo de LEEDCo para completar el diseño de detalle de las cimentaciones para el proyecto Icebreaker. El equipo tra-bajará conjuntamente con fabricantes norteamericanos de acero para asegurar que el diseño está optimizado para la fa-bricación en EE.UU. El diseño final se com-pletará a comienzos de 2016.

La cimentación tipo cubo simple es una estructura de una pieza toda de acero que consiste en un eje monopilote unido a un cubo de gran diámetro. Se instala mediante un sistema único de succión que no requiere ni de la instalación de pilotes ni de operaciones de dragado, eli-minado el ruido y las distorsiones en el suelo marino. Desde 2002 un prototipo de esta cimentación soporta un aeroge-nerador de 3 MW en Dinamarca y desde 2009 un segundo prototipo soporta un mástil meteorológico en Horns Rev 2, también en Dinamarca.

These foundations are cheaper than conventional foundations such as steel monopiles. Seatower’s foundations are quicker to install and less risky, as the installation involves fewer personnel in the offshore operations. There is no noise from pile driving or drilling during the installation process, as the hollow foundation is simply filled with sand to anchor it securely to the seabed.

The design of foundations is patented and has been verified and approved by the certification authority DNV.

Icebreaker offshore wind projectincorporates a new foundation design

The Lake Erie Energy Development Corporation (LEEDCo) has recently announced that the Icebreaker offshore wind project planned for the Ohio waters of Lake Erie will utilise an innovative foundation design developed in Europe. Mono bucket foundations, developed by the Danish company Universal Foundation, will significantly reduce installation costs for the pilot project compared to the modified monopile concept LEEDCo developed in 2013.

To evaluate the mono bucket design, LEEDCo took into account its technical performance, manufacturing and installation costs in addition to comparative risks. LEEDCo’s evaluation team included veteran offshore wind engineers from the UK’s

Offshore Design Engineering and wind industry supply chain experts from Cleveland-based GLWN. Universal Foundation will join LEEDCo’s team to complete the detailed design of the mono bucket foundations for the Icebreaker project. The team will work closely with U.S. steel manufacturers to ensure the design is optimised for fabrication in the United States. The final design will be completed in early 2016.

The mono bucket foundation is an all-in-one steel structure consisting of a monopile shaft attached to a large-diameter bucket. It is installed with a unique suction system that requires no pile driving or dredging – eliminating noise and seabed disturbance. A prototype has been supporting a 3-MW turbine in Denmark since 2002

Foto cortesía de Seatower | Photo courtesy of Seatower

Foto cortesía de Universal Foundation Photo courtesy of Universal Foundation

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En 2011 Universal Founda-tion fue seleccionada como una de las cuatro finalistas en la competición OWA (Offshore Wind Accelerator o Acelerador de la Eólica Marina) de Carbon Trust, una iniciativa liderada por las nueve principales eléc-tricas europeas para iden-tificar y reducir riesgos de innovaciones tecnológicas prometedoras en la campo de la industria eólica marina. Apoyada por el programa OWA, Uni-versal Foundation instaló con éxito dos mástiles meteorológicos en Dogger Bank en mitad del Mar del Norte en 2013. Un año después Universal Foundation completó una serie de 29 exitosas instalacio-nes de prueba en distintos suelos fuera de las costa de Inglaterra. Esta campaña fue un esfuerzo conjunto entre Universal Foundation, Carbon Trust, Statoil, DONG Energy, E.ON y Statkraft. Además del proyecto Icebreaker, estas cimentaciones se están considerando también para un buen número de proyectos europeos.

Instalada en Alemaniainnovadora cimentacióncubo de succión tipo jacket

El 28 de agosto de 2014 fue instalada la primera cimentación cubo de succión tipo jacket de la industria eólica marina. En octubre del mismo año se colocó sobre dicha cimentación un aerogenerador de 3,6 MW de Siemens Wind Power. Este nuevo concepto de cimenta-ción ha sido desarrollado por DONG Energy en cooperación con la iniciativa OWA del Carbon Trust en el Reino Unido, y marca el co-mienzo de un nuevo nivel tecnológico en la construcción de aero-generadores marinos.

El proyecto eólico marino Borkum Riffgrund 1 en Alemania, fue el seleccionado para probar esta cimentación debido al suelo arenoso sobre el que se asienta, lo que implica un reto para la instalación de este concepto. Las desafiantes condiciones de prueba proporcionan un caso más sólido para la evaluación del concepto.

Este diseño consiste en tres patas soldadas a una estructura tipo jacket, que se colocan en la parte superior de tres cubos de succión de gran tamaño que permanecen anclados al fondo marino. Es una estructura ligera que requiere de una única operación cuando se instala en el mar, reduciendo el tiempo de instalación y por tanto contribuyendo a reducir los costes de la electricidad producida por el parque eólico marino.

La cimentación está equipada con un sistema de control integral, que proporciona datos. Los socios del proyecto, E.ON, Mainstream Renewable Power, Iberdrola/Scottish Power Renewables, Statkraft y Statoil, tendrán plena comprensión de estos datos y también tie-nen acceso completo a la fabricación e instalación del nuevo dise-ño de cimentación. Esto les permitirá evaluar si debe ser utilizado en el Reino Unido. Los datos también se analizará en un proyec-to de investigación independiente llevado a cabo conjuntamen-te entre la Universidad Leibniz de Hannover, el Instituto Alemán BAM (Instituto Federal de Investigación y Ensayo de Materiales) y DONG Energy.

and a second prototype has been supporting a met mast at Horns Rev 2, also in Denmark, since 2009.

In 2011, Universal Foundation was selected as one of four finalists in the Carbon Trust Offshore Wind Accelerator (OWA) competition, an initiative led by the nine largest utilities in Europe to identify and de-risk promising

technological innovations in the offshore wind industry. Backed by the OWA program, Universal Foundation successfully installed two met masts at Dogger Bank in the middle of the North Sea in 2013. A year later, the company completed a series of 29 successful trial installations in various challenging seabed conditions off the east coast of England. This campaign was a joint effort between Universal Foundation, the Carbon Trust, Statoil, DONG Energy, E.ON and Statkraft. In addition to Icebreaker, this type of foundation is also being considered for a large number of European projects.

Innovative suction bucket jacketfoundation installed in Germany

On 28 August, 2014, the very first suction bucket jacket in the offshore wind industry was installed. In October, a 3.6 MW turbine from Siemens Wind Power was installed on top of the foundation. This new foundation concept has been developed by DONG Energy in cooperation with the Carbon Trust Offshore Wind Accelerator (OWA) initiative in the UK and marks the beginning of a new technological level initiative in the construction of offshore wind turbines.

The Borkum Riffgrund 1 offshore wind project in Germany was selected for testing this foundation due to its sandy seabed, which makes the installation of this concept a challenge. Challenging test conditions provide a more solid case for the evaluation of the concept.

The suction bucket jacket design consists of three legs welded together in a jacket structure, standing on top of three giant suction buckets that anchor the foundation to the seabed. It is a lightweight structure that can be installed in a single operation offshore, reducing the installation time and thereby contributing to lowering the costs of electricity from offshore wind.

The suction bucket jacket is equipped with a comprehensive monitoring system providing data. The OWA project partners, E.ON, Mainstream Renewable Power, Iberdrola/ScottishPower Renewables, Statkraft and Statoil, will have full insight into this data as well as full access to the manufacture and installation of the new foundation design. This will allow them to evaluate whether it should be used in the UK. The data will also be analysed in a separate joint research project between the Leibniz University of Hannover, Germany’s BAM Institute (Federal Institute for Materials Research and Testing) and DONG Energy.

Cubo de succión tipo jacket en el agua en el parque eólico marino Borkum Riffgrung 1. Foto cortesía DONG Energy | Suction bucket jacket in the water at Borkum Riffgrund1 offshore wind farm. Photo courtesy of DONG Energy