Si una turbina eólica tiene una capacidad nominal de 1.50 megavatios, eso no significa que producirá la misma cantidad de energía en la práctica. Las turbinas eólicas suelen producir una capacidad considerablemente inferior a la nominal; una turbina eólica de 1.50 megavatios con un factor de eficiencia del 33 por ciento puede producir solo medio megavatio o menos si el viento no sopla de manera confiable. Las turbinas a escala industrial generalmente tienen capacidades nominales de 2 a 3 megavatios. Sin embargo, la cantidad de energía realmente producida se reduce por la eficiencia y la disponibilidad de viento: el porcentaje de tiempo que una unidad tiene suficiente viento para moverse.
Dado que nadie puede hacer nada con respecto a la disponibilidad de energía eólica, se están realizando esfuerzos en todo el mundo para (a) mejorar el rendimiento, (b) reducir los costos y (c) acelerar el despliegue de tecnologías de energía eólica.
Viento – IER
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Hasta ahora, los esfuerzos de investigación han ayudado a aumentar el factor de capacidad promedio del 22% para las turbinas eólicas instaladas antes de 1998 a un promedio del 33% en la actualidad. Los costos de la energía eólica se han desplomado entre 1980 y ahora. Déjame darte algunos ejemplos:
Knight & Carver Wind Group (EE. UU.) Se especializa en la fabricación de palas ROTOR para plantas eólicas a gran escala. Originalmente un constructor de barcos, la compañía incursionó en la energía eólica. Han desarrollado una innovadora pala de turbina eólica conocida como la pala del rotor adaptable Sweep Twist (STAR) , que ha llevado a un aumento de la captura de energía en un 12%.
Palas de turbina eólica estándar
Palas del rotor STAR
La característica más distintiva de la pala STAR es una punta suavemente curvada que, a diferencia de las palas actualmente en uso, está especialmente diseñada para aprovechar al máximo todas las velocidades del viento, incluidas las velocidades más lentas.
Los investigadores están llevando a cabo experimentos de campo aerodinámico en turbinas eólicas de mayor capacidad. Estos experimentos utilizan anemómetros sónicos y convencionales y veletas en una torre meteorológica de 135 metros para medir características como el flujo de entrada, la respuesta de la turbina y la estela del viento, etc. Los datos obtenidos de estos experimentos proporcionarán nuevos conocimientos sobre la respuesta aerodinámica de la turbina de varios megavatios, la carga estructural, la producción de energía y la vida útil de la fatiga que se pueden usar para aumentar la confiabilidad y el rendimiento.
Los investigadores están experimentando con parques eólicos flotantes. Los parques eólicos flotantes pueden operar en mares mucho más profundos que aquellos con cimientos incrustados en el fondo marino poco profundo. Como resultado, pueden acceder a los vientos potentes y constantes que soplan lejos de la costa. En los mares profundos de Japón, por ejemplo, hay suficiente energía eólica potencial para satisfacer las necesidades de electricidad del país muchas veces, y dos turbinas flotantes piloto han estado operando allí desde 2013.
Imagen cortesía de: aerogeneradores flotantes
Actualmente, los parques eólicos se ubican a profundidades de hasta 30 m antes de que sea difícil construir una estructura en pie. Sin embargo, utilizando la tecnología del sector de petróleo y gas, donde se utilizan comúnmente plataformas flotantes, la investigación espera desarrollar turbinas eólicas para flotar a una profundidad de hasta 300 m donde hay altas velocidades del viento y las estructuras no se pueden ver en tierra.
¿El principal problema con los parques eólicos flotantes hasta ahora? CIENCIAS ECONÓMICAS. La perforación de petróleo en aguas profundas tiene sentido, económicamente. Los parques eólicos de aguas profundas no lo hacen, por el momento. Sin embargo, cuando se convierte en una necesidad, la economía puede no importar. La esperanza es que las mejoras tecnológicas, la producción en masa y el uso de materiales menos costosos puedan reducir los costos.
En este momento hay más de 40 proyectos de parques eólicos flotantes que utilizan múltiples conceptos de diseño, en curso en todo el mundo. Atadas libremente al fondo del mar, las turbinas pueden operar en profundidades de hasta 1,000 metros. Un grupo de investigadores en Portugal, por ejemplo, ha diseñado una turbina flotante con una base hecha de concreto en lugar de acero, que según dicen podría reducir el costo de la estructura en un 60 por ciento.
Y luego hay turbinas eólicas en el aire. Sí, diseñado para elevarse 300 metros en el aire y enviar electricidad al suelo. La turbina aerotransportada flotante (BAT), desarrollada por Altaeros, una compañía en Massachusetts. El BAT es un globo aerostático de helio de 60 pies de diámetro (globo) con un rotor de tres palas girando en su interior. Se eleva a 300 metros del suelo y envía energía a través de correas de alta resistencia. Y no es tan engorroso como parece.
Flotar una turbina a 300 metros tiene sus ventajas. Las velocidades del viento son de dos a tres veces más altas que las más cercanas a la tierra, y más consistentes. Además, la turbina puede desmontarse si los vientos son demasiado rápidos, minimizando el potencial de daños. A velocidades del viento superiores a 60 km por hora, un cabrestante entra automáticamente en acción y lleva el dirigible a tierra.
Sí señor, ¡la energía eólica llegó para quedarse!
