Design of a wind farm offshore in Australia

El proyecto consiste en el diseño y estudio de la implantación de un parque eólico marino en Australia. En primer lugar, la localización óptima del parque fue investigada en base a dos factores clave: La disponibilidad del recurso, y la predicción de la demanda. Una vez que el sitio fue elegido, las condiciones meteorológicas fueron medidas prestando atención a la velocidad y la densidad de potencia del viento. A partir de ahí dos posibles opciones para la disposición del parque fueron estudiadas y, con el objetivo de minimizar al máximo las pérdidas eléctricas y los metros de cable, se eligió la mejor opción. El siguiente paso fue determinar el número de subestaciones del parque y el voltaje de los transformadores, así como la cantidad. Los tipos de cimentaciones fueron estudiadas junto con un análisis de fondo marino y de la profundidad. Teniendo en cuenta las grandes dimensiones del parque, aunque las cimentaciones fijas son mucho más baratas, no había un solo tipo de cimentaciones fijas que pudiera ser empleada para todo el parque. Es por ello que tres opciones fueron planteadas para analizar la rentabilidad de las mismas. En la opción 1 se emplean dos tipos de cimentaciones fijas. En la opción 2 se emplea un tipo de cimentación fija y un tipo de cimentación flotante. En la opción 3 solo se emplean cimentaciones flotantes. El proyecto se evaluó con el valor actual neto y la tasa interna de retorno.
Los resultados muestran que, si bien es cierto que la inversión inicial es claramente mayor en la opción 3, la rentabilidad del proyecto es también mayor en la opción 3 que en el resto. No obstante, con una TIR del 5.78% el proyecto es solo atractivo para Administraciones a no ser que el interés de la deuda sea muy bajo, que entonces también sería atractivo para empresas privadas.

This project consists of the design and implementation study of an offshore wind farm in Australia. To do so, first the optimum location of the wind farm is investigated based on two key factors: Resource availability and a predicted increase of the demand. Once the location is chosen, the weather conditions are measured focusing on wind speed and wind power density. Then, two possible wind farm layouts are investigated and based on minimising electrical losses and cable length to end up selecting the best one. The next step was to determine the number of substations and the voltage of the step-up transformers. Foundations were studied and an analysis of the seabed was carried out focusing on water depth. Due to the wind farm’s big dimensions, the water depth varies significantly, hence, even though fixed foundations are way cheaper, there wasn’t one specific fixed foundation type that could be used in the whole wind farm. That is why three options were presented. Option 1 uses only fixed foundations but two types of fixed foundations. Option 2 uses a mix of fixed and floating foundations. Option 3 uses only floating foundations. The project was evaluated with the net present value and the internal rate of return.
Results indicate that, even though option 3 required the highest initial investment, it was the most profitable option. However, with an IRR of 5.78%, depending on the weighted annual cost of capital the project would only be attractive to Administrations, unless the interest rate on the project’s loan is low, which would make the project attractive to private investors as well.