Turbinas de viento en una ordenada disposición en fila. Crédito de la foto: algunos derechos reservados por Charles Cook a través de Flickr.
Un equipo de investigadores ha encontrado una manera de aumentar la eficiencia de las turbinas eólicas en un 33 % simplemente cambiando la disposición de las turbinas.
Environmental News Network informa sobre el trabajo del Dr. Cristina Archer, profesora adjunta de la Universidad de Delaware, y su equipo en optimización de disposición de turbinas eólicas. Las corrientes de viento y la ubicación correcta de las turbinas son esenciales para aprovechar al máximo los recursos de energía eólica. El equipo experimentó con ubicaciones organizativas de las turbinas, comparando diseños en forma de cuadrícula con otros seis patrones alternativos. Realizaron simulaciones virtuales teniendo en cuenta las corrientes, los remolinos y los remolinos de viento entrecortado generados por la corriente descendente de las palas de las turbinas cercanas. Dr El equipo de Archer descubrió que la eficiencia se maximizaba al combinar dos enfoques. Primero, se mantuvo una generosa cantidad de espacio entre cada turbina. En segundo lugar, las turbinas se colocaron en un estilo de teatro escalonado donde cada turbina no bloquea la vista de la turbina detrás de ella. De esta forma, el equipo registró un aumento de la eficiencia del 33 por ciento, un tercio completo del potencial energético máximo de las turbinas.
Dr Los hallazgos del equipo de Archer son significativos para abordar la eficiencia y las barreras económicas para el uso generalizado de la energía eólica. Cuando los rendimientos energéticos son susceptibles a factores como cambios menores en la velocidad del viento y la estructura del terreno, entre otros, gran parte del peso recae en optimizar cualquier potencial energético disponible. Esto incluye experimentar también con arreglos de turbinas. La optimización de la disposición de las turbinas eólicas está configurada para lograr el mayor rendimiento posible de energía eólica durante la vida útil del parque eólico. Se han desarrollado software y herramientas de planificación como Windfarmer para hacer frente a este desafío.
En 2010, investigadores del Instituto de Tecnología de California (CalTech) publicaron los resultados de su investigación sobre la optimización de la ubicación de turbinas eólicas en el Revista de Energía Renovable y Sostenible. En el documento, los investigadores de CalTech sugirieron que es posible que existan espacios más pequeños (en contraste con el estudio de los investigadores de la UD) entre las turbinas y que incluso pueden aumentar la producción de energía de una granja de turbinas horizontales hasta 10 veces. Los investigadores de Caltech se centraron en turbinas verticales con patrones de rotación alternativos para hacer posible una colocación más cercana de la turbina.
Este arreglo se inspiró en la observación de un experto en dinámica de fluidos de los patrones de natación de los bancos de peces. El profesor asociado de aeronáutica y bioingeniería John Dabiri descubrió que algunos principios físicos presentes en los patrones de natación de los bancos de peces también se pueden aplicar a las turbinas eólicas. Al igual que en las turbinas eólicas de eje vertical, también hay interferencia entre las estelas de los peces vecinos. Pero al simular un «patrón de escalera», las turbinas eólicas se pueden colocar más cerca unas de otras en lugar de ordenadas filas que ocupan mucho espacio. Otra investigación a principios de este año sugirió que la capacidad se puede mejorar optimizando tanto la disposición como la selección de las turbinas eólicas en relación con las condiciones dinámicas del viento en los parques eólicos.
Estos estudios y otros destacan la necesidad de maximizar el potencial de la energía eólica. Ciertamente, las técnicas de disposición de turbinas eólicas tendrán implicaciones tanto en las operaciones de turbinas eólicas a gran escala como en microrredes. Dr Archer espera que el estudio se utilice como herramienta para ofrecer una visión general de la energía eólica a escala mundial.
