El horizonte tupido de turbinas eólicas de hélice, elegantes y distinguidas, que forman parte de la geografía nacional, podría cambiar. Están surgiendo nuevos modelos que auguran una mayor eficiencia: parques eólicos de turbinas verticales más compactas. En un futuro, dado el auge de las renovables en Europa y España, los nuevos dispositivos irán reemplazando los tradicionales.
Están las plantas eólicas marinas y flotantes. También las eólicas sin aspas, un moderno estilo que se adecúa a características particulares de los consumidores. Pero esta novedosa propuesta, advierte que cuando se colocan por parejas, aumentan el rendimiento hasta en un 15%.
A esa conclusión llegó un equipo de investigación de la Escuela de Ingeniería, Informática y Matemáticas de Oxford Brookes. El jefe del grupo, Iakovos Tzanakis, realizó un estudio exhaustivo con más de 11.500 horas de simulación por ordenador. Demostró que los parques eólicos pueden ser más eficientes si se sustituyen los aerogeneradores tradicionales de eje horizontal (HAWT) por compactos de eje vertical (VAWT).
Estos diseños giran en torno a un eje vertical al suelo y presentan un comportamiento opuesto al de hélice HAWT. La investigación descubrió que los VAWT aumentan el rendimiento de las turbinas cuando se disponen en forma de red. Insisten en que el posicionamiento de los aerogeneradores para maximizar su rendimiento es fundamental para estructurar parques eólicos.
“Este estudio demuestra que el futuro de los parques eólicos debe ser vertical. Las turbinas de los parques eólicos de eje vertical pueden diseñarse para estar mucho más juntas, lo que aumenta su eficiencia. Y en última instancia, reduce los precios de la electricidad. A largo plazo, los VAWT pueden contribuir a acelerar la transición ecológica de nuestros sistemas energéticos. De modo que una mayor cantidad de energía limpia y sostenible proceda de fuentes renovables”, dijo Iakovos Tzanakis.
Parques eólicos estrenan turbinas verticales
“Los parques eólicos modernos son una de las formas más eficientes de generar energía verde. Sin embargo, tienen un gran defecto. Cuando el viento se acerca a la primera fila de turbinas, se generan turbulencias aguas abajo. Y perjudican el rendimiento de las filas siguientes”, argumentó Joachim Toftegaard Hansen, autor principal del informe.
En otras palabras, la primera fila convertirá en electricidad aproximadamente la mitad de la energía cinética del viento. Mientras que en la fila posterior esa cifra se reduce al 25-30%, añadió.
El estudio es el primero que analiza exhaustivamente el nuevo diseño de parques eólicos con turbinas verticales. También de muchos aspectos del rendimiento de los aerogeneradores, en relación con el ángulo del conjunto. El sentido de giro, la separación de las turbinas y el número de rotores. Se trata del primer análisis que investiga si las mejoras de rendimiento son válidas para tres turbinas VAWT colocadas en serie.
“No se puede subestimar la importancia de usar métodos computacionales para entender la física del flujo. Este tipo de estudios de diseño y mejora suponen una fracción del coste en comparación con las enormes instalaciones de pruebas experimentales. Esto es especialmente importante en la fase inicial de diseño y es extremadamente útil para las industrias que intentan conseguir la máxima eficiencia de diseño y potencia”, agregó Mahak, coautor del estudio y profesor titular de ECM.
Las aplicaciones potenciales de los VAWT son infinitas, porque las turbinas son más baratas y fáciles de fabricar y mantener. Por ejemplo,en pueblos e islas remotas que dependen principalmente de la electricidad de generadores diésel o frente a las costas del Reino Unido.
Demanda de eólicas a futuro
El Informe Global Wind 2021 destaca el papel de la eólica en el camino hacia el cero neto. Señala que 2020 fue el mejor año de la historia para la industria eólica mundial con 93 GW de nueva capacidad, un aumento interanual del 53%. Pero, asegura, que este crecimiento no es suficiente para garantizar que el mundo logre cero neto para 2050. El mundo necesita instalar energía eólica tres veces más rápido durante la próxima década con el fin de evitar los peores impactos del cambio climático.
En 2020, el crecimiento récord fue impulsado por las instalaciones en China y EE UU. Los dos mercados de energía eólica más grandes del mundo, que en conjunto instalaron casi el 75% de los nuevos equipos. Y representan más de la mitad de la energía eólica total del mundo.
Hoy en día, hay 743 GW de capacidad de energía eólica en el mundo. Esto ayuda a evitar más de 1.100 millones de toneladas de CO2 global, lo que equivale a las emisiones de carbono anuales de América del Sur.
El informe muestra que la tasa actual de despliegue de energía eólica no será suficiente para lograr la neutralidad de carbono a mediados de este siglo. Además emplaza a los responsables políticos deben tomar medidas urgentes ahora. para aumentar la energía eólica al ritmo necesario.
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