De acuerdo a una reciente investigación, el futuro de los aerogeneradores es seguir creciendo en tamaño para hacerse más eficientes. En este sentido ya la empresa china de infraestructuras de energías renovables MingYang Smart Energy anunció que está construyendo un aerogenerador marino de 262 m de altura, el mayor del mundo.
El colosal aerogenerador MySE 16.0-242 estará hecho para resistir tifones, afirma MingYang. Se prevé que tenga un rotor de 242 metros de diámetro, palas de 118 metros y un área de barrido de 4,6 hectáreas, aproximadamente el tamaño de 10 campos de fútbol.
Un solo MySE 16.0-242 podrá generar 80 GWh de electricidad al año, suficiente para abastecer a más de 20.000 hogares. En comparación, produce un 45% más de energía que el anterior modelo de turbina de MingYang, la MySE 11.0-203.
Lo más interesante de esta gran turbina es que, por sí sola, puede crear más energía que muchas turbinas eólicas más pequeñas juntas.
Los científicos y las empresas creen cada vez más que la clave para construir aerogeneradores más eficientes es simplemente hacer que las propias turbinas sean positivamente gigantescas.
El Departamento de Energía publicó el lunes un informe en el que se concluye que turbinas como la de MingYang son probablemente el futuro de la energía eólica, y que durante la próxima década las turbinas van a ser cada vez más grandes.
Eric Lantz, director del grupo de investigación del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL), también afirma que las grandes turbinas son el futuro de la energía eólica.
“Cuantas menos turbinas se pongan por unidad de energía, en general, el costo de la energía es menor”, afirma Lantz.
Tras ser coautor de un estudio sobre el tamaño de las turbinas eólicas para el NREL en 2015, Lantz afirma que las turbinas más altas son más eficientes que las más cortas en varios aspectos: Alcanzan vientos de mayor calidad y superan obstáculos como montañas, colinas, árboles o edificios que, de otro modo, limitarían el volumen y la velocidad de las brisas a las que puede acceder una turbina.
La velocidad del viento también aumenta considerablemente con la altitud: La propia investigación de Lantz descubrió que al pasar de 80 a 160 metros la velocidad del viento aumenta de 1 a 1,5 metros por segundo.
Los vientos más rápidos generan más energía, por lo que las turbinas más altas suelen ser más eficientes que las más cortas.
La MySE 16.0-242 cuenta con 16 megavatios de potencia, casi 10 veces la capacidad media de las turbinas estadounidenses, y es capaz de suministrar energía a 20.000 hogares por sí sola a lo largo de sus 25 años de vida útil. Esto supone un 45% más que la segunda turbina más grande de MingYang, la MySE 11.0-203, y es suficiente para eliminar más de 1,6 millones de toneladas de emisiones de dióxido de carbono de la generación de energía, afirma la empresa.
No todos los emplazamientos de turbinas son iguales
Sin embargo, no todos los emplazamientos de las turbinas son iguales: las cimas de las colinas, las llanuras abiertas y las aguas, así como depresiones en forma de túnel entre y dentro de las cordilleras son lugares ideales para las turbinas, según la Administración de Información Energética de Estados Unidos (EIA).
En EE.UU., donde los parques eólicos suelen estar situados en vastas praderas abiertas sin apenas obstáculos, las turbinas más grandes no merecen la pena.
Afirna Lantz que las regiones más ricas en vientos del país suelen mostrar una preferencia económica por la altura de torre más baja considerada, dice su informe, señalando que las mayores alturas de las turbinas marcan más la diferencia para la generación de energía al este de las Montañas Rocosas.
Al oeste de las Montañas Rocosas, las turbinas más altas no siempre merecen el gasto inicial extra: Aunque los precios de los aerogeneradores están bajando en general, los aerogeneradores más altos requieren mayores volúmenes de materias primas, tanto por su mayor tamaño como por el material extra necesario para proporcionar el refuerzo estructural que los mantenga en pie.
“En 2010, ninguna turbina en Estados Unidos empleaba rotores de 115 metros de diámetro o más”, escribió el Departamento de Energía. “En 2020, el 91% de las nuevas turbinas instaladas contaban con este tipo de rotores. El diámetro medio del rotor en 2020 era de unos 125 metros (410 pies), más largo que un campo de fútbol.”
Desde 2012, la turbina media en EE.UU. ha rondado los 280 pies, informa la EIA, una altura que era difícil de conseguir apenas unos años antes. El tamaño medio de las turbinas marinas, como la MySE 16.0-242, se ha multiplicado por 3,4 desde el año 2000, y probablemente seguirá creciendo.
Figura 1. Comparativa de la altura de las turbinas.
Donde son preferibles
Los países del norte de Europa, por ejemplo, donde el terreno para los parques eólicos es más caro, pueden ganar más con turbinas más grandes que los Estados Unidos, señala.
En cualquier caso, desde el punto de vista logístico, suele ser mejor instalar menos turbinas que más, porque cada una de ellas requiere obstáculos de ubicación, mantenimiento y gestión: Buscar un lugar ideal para una gran turbina es más fácil que buscar una gran franja de terreno para colocar docenas de ellas, y reparar una sola turbina, con un conjunto de piezas, es más fácil que reparar muchas.
Cuantas menos piezas móviles se tenga, menos posibilidades de fallo, reducir el número de máquinas que se tiene que mantener y reparar puede suponer una oportunidad de ahorro en los costos de mantenimiento de las operaciones.
Las turbinas llegarán a un punto en el que no podrán ser más grandes, dice Lantz, que predice que a cierta altura corren el riesgo de interceptar las rutas aéreas y requerirán permisos de organismos como el Departamento de Defensa o la Administración Federal de Aviación.
En ese momento, el obstáculo administrativo no merecerá la pena. Por ahora, la MySE ostenta el título de turbina más alta, pero es probable que no sea así durante mucho tiempo, ya que los fabricantes de todo el sector innovan hacia arriba. Es una industria en auge, llena de jugadores que están, literalmente, compitiendo por la cima.
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