Ubicación, ubicación, ubicación: cuando se trata de la colocación de turbinas eólicas, se aplica el viejo adagio inmobiliario, según una nueva investigación publicada en Proceedings of the National Academy of Sciences por Enrico Antonini y Ken Caldeira de Carnegie.
por Carnegie Institution for Science
Turbinas de viento convierten de la energía cinética en energía eléctrica al girar. Sin embargo, el mismo acto de instalar turbinas afecta nuestra capacidad para aprovechar la energía del viento. Cuando una turbina se acopla con el viento, lo afecta. La extracción de energía del viento de una turbina influye en la capacidad de sus vecinos para hacer lo mismo.
«El viento nunca se ‘secará’ como recurso energético, pero nuestra capacidad para cosecharlo tampoco es infinitamente escalable», explicó Antonini. «Cuando las turbinas eólicas se agrupan en grandes grupos, su rendimiento disminuye y la velocidad a la que extraen energía se reduce».
Antonini y Caldeira se propusieron determinar qué tan grande puede ser un parque eólico antes de que su capacidad de generación por unidad de tierra alcance los límites de reabastecimiento de energía, así como la cantidad de «sombra del viento» que proyectan los grandes parques, lo que tendría un efecto negativo en cualquier instalación vecina a favor del viento.
«A medida que nos alejamos de los combustibles fósiles, algunos escenarios predicen que los parques eólicos podrían suministrar hasta un tercio de la energía mundial para 2050», dijo Caldeira. «Por lo tanto, es imperativo que comprendamos la relación entre la ubicación de la turbina y la máxima extracción de energía».
Se necesita tiempo para que el viento vuelva a su fuerza normal después de que un parque eólico haya extraído parte de su energía cinética. La rapidez con que el viento puede recuperarse al encontrarse con una turbina eólica está relacionada con la latitud del parque eólico y la rotación de la Tierra, dijeron Antonini y Caldeira. Estudios previos sobre generación de energía eólica han notado estelas detrás de grandes parques eólicos, por lo que Antonini y Caldeira desarrollaron una comprensión teórica de los controles fundamentales sobre el tamaño de estas estelas.
El tamaño de la estela de un gran parque eólico está relacionado con la velocidad de los vientos suprayacentes, así como con la cantidad de tiempo que tardan las diferencias de presión en la atmósfera terrestre para reponer la energía extraída por las turbinas. El trabajo de Antonini y Caldeira indica que estos factores deben tenerse en cuenta al determinar el tamaño y la ubicación de los parques eólicos en diferentes condiciones.
Por ejemplo, encontraron que las turbinas en áreas con vientos fuertes tienen más probabilidades de verse afectadas por sus vecinos aguas arriba que aquellas en áreas con vientos más débiles. Además, los parques eólicos que están más cerca del ecuador tienen más probabilidades de verse afectados negativamente por la sombra del viento de los parques eólicos aguas arriba que los parques eólicos que están más cerca de los polos.
«La energía eólica es una fuente potencial de grandes cantidades de energía libre de emisiones de carbono», dijo Caldeira. «Pero para aprovechar al máximo este recurso, debemos pensar en cómo otros parques eólicos podrían afectarnos y cómo podríamos afectar a otros parques eólicos».
Una idea que sugirieron los autores es que la construcción de varios parques eólicos pequeños con espacio para la recuperación del viento entre ellos podría ser una estrategia más eficaz en algunos lugares que la construcción de un parque eólico masivo , aunque se necesita más investigación.
«Esperamos que este trabajo permita a los constructores y gerentes de instalaciones de aerogeneradores diseñar el mejor escenario posible para la máxima generación de energía eólica «, dijo Antonini.
