Científicos de la Universidad de Aarhus en Dinamarca y la Universidad de Durham en el Reino Unido, han diseñado una nueva turbina eólica que dicen que puede recuperarse mejor de las condiciones climáticas a las cuales están expuestas. La solución estaría agregando rotores múltiples en las turbinas.
Las turbinas eólicas son generalmente rentables, por lo que son una de las fuentes de energía de más rápido crecimiento en el mundo. Durante años, se han construido más o menos de la misma manera: con un rotor. Pero un nuevo estudio de la Universidad de Aarhus en Dinamarca y la Universidad de Durham en el Reino Unido desafía esa sabiduría convencional con el modelado por computadora que muestra una turbina nueva y más efectiva: una con cuatro rotores.
El rotor de la turbina eólica estándar se compone de las palas de la turbina, generalmente dos o tres. Los diseños más sofisticados tienen estas palas conectadas a un cojinete de palas, que puede ajustar el ángulo de ataque de las palas para obtener el mayor viento posible.
A medida que el viento se mueve a través de las palas de la turbina, se forma una perturbación llamada estela. Si bien no es tan caótico como la turbulencia pura, que atraviesan los aviones, el fenómeno es similar. Una estela de turbina eólica forma una región con velocidades de viento más bajas. Una turbina eólica downstream de esta primera turbina vería sufrir su rendimiento al encontrarse con la estela. La turbina downstream enfrentaría vientos más lentos, lo que significa una menor producción, y las presiones estructurales que enfrenta aumentarían.
La cuestión no es derrotar las estelas, sino ayudar a que las turbinas se recuperen de ellas con mayor eficiencia.
“En el estudio, descubrimos que las turbulencias y las corrientes a raíz de las turbinas se recuperan mucho más rápido con turbinas de múltiples rotores”, dice Mahdi Abkar, profesor asistente del Departamento de Ingeniería, Universidad de Aarhus y experto en física de flujo y turbulencia, en un comunicado de prensa. “Esto significa que, con rotores múltiples, una segunda turbina downstream producirá más energía y estará sujeta a menos carga y tensión, porque la turbulencia es correspondientemente menor”.
“Hemos explorado varias geometrías y dinámicas diferentes de turbinas de múltiples rotores y hemos encontrado que la construcción óptima es una turbina con cuatro rotores lo más separados posible. Esto último resulta en menos turbulencia downstream y una estabilización más rápida de la estela detrás del turbinas eólicas”, agrega Abkar.
Agregar rotores múltiples permitiría que la turbina vuelva a su estado anterior, dicen los científicos. A medida que las turbinas eólicas se hacen más grandes y los parques eólicos marinos crecen, obtener la eficiencia correcta debería ser una prioridad principal.
Akbar y su equipo dicen que la construcción de rotores múltiples costaría un 15 por ciento menos de construcción que una turbina con un rotor, y que sería más fácil de construir y transportar. Un sistema de múltiples rotores permitiría que la turbina funcione a través de fallas, a diferencia de los modelos actuales.
“Siempre puede aumentar su producción de energía aumentando el diámetro de las palas del rotor, pero existen grandes desafíos estructurales en la construcción de estas construcciones masivas con diámetros superiores a 150 metros. Los requisitos de material aumentan, el transporte de las estructuras es engorroso y costoso, y se vuelve más costoso mantener las turbinas eólicas”, dice Abkar.
La nueva turbina podría incluso producir un 2 por ciento más de energía. Eso no es mucho a primera vista, pero cada parte de energía podría ayudar a las energías renovables ya que el planeta las necesita más que nunca, gracias al cambio climático provocado por el hombre.
Noticia de: Popular Mechanics / Traducción libre del inglés por WorldEnergyTrade.com
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