¿Las turbinas verticales ganarán más viento?
Un investigador de Caltech cree que conjuntos de turbinas eólicas pequeñas podrían producir electricidad más barata que las grandes.
Por Kevin Bullis el 8 de abril 2013
En el remoto pueblo de Alaska de Igiugig donde viven acerca de 50 personas serán los primeros en demostrar un nuevo enfoque de la energía eólica que podría aumentar la producción de energía y, dicen sus inventores, podría hacerlo más asequible.
Durante décadas, la tendencia en la industria eólica ha sido la de hacer aerogeneradores más y más grande, porque ha mejorado la eficiencia y esto ayudó a reducir los costes.
John Dabiri, profesor de aeronáutica y bioingeniería en Caltech, tiene una idea herética. Él piensa que la manera de reducir el coste de la energía eólica es utilizar pequeños ejes verticales de aerogeneradores, mientras que usando modelos informáticos para optimizar su disposición en un parque eólico para que cada turbina aumente la potencia de las otras.
Dabiri ha demostrado la idea básica en una parcela de ensayo de 24 turbinas en el sur de California. Las subvenciones por un total de $ 6 millones de la Gordon and Betty Moore Foundation y el Departamento de Defensa de EE.UU. le permitirá ver si el enfoque puede reducir los costes de energía eólica en Igiugig. Las 10 primeras turbinas serán instaladas este año, y el objetivo es instalar eventualmente de 50 a 70 turbinas, que producen la energía aproximadamente como los generadores diesel que se utiliza ahora en el pueblo. Dabiri también está instalando turbinas en un parque eólico existente en Palm Springs, California, con sus modelos para generar energía mediante la colocación de nuevas turbinas de entre las existentes.
Por lo general, como el viento pasa alrededor y a través de una turbina de viento, produce turbulencias que golpean la corriente hacia abajo, reduciendo su potencia y su creciente uso y desgaste. Dabiri dice que las turbinas de eje vertical producen una estela que puede ser beneficiosa para otras turbinas, si están colocadas correctamente.
Las cuchillas de este tipo de turbina eólica están dispuestas verticalmente como "polos" sobre un tiovivo, en vez de los radios de una rueda, como con las turbinas eólicas convencionales. El viento mueve las turbinas del eje vertical, y la disposición vertical de las palas hace que es viento mueva las turbinas de abajo i esto le permite atrapar más efectivamente ese viento, aceleran, y generan más energía. Las palas de giro de una turbina eólica convencional sólo coger algunos de estos vientos más rápidos a medida que pasan a través de ella, en realidad esto perjudica el rendimiento de la turbina, ya que aumenta las tensiones en las palas. La disposición hace posible empaquetar más turbinas sobre un trozo de tierra.
Las turbinas de viento son de 10 metros de altura y generar de tres a cinco kilovatios, a diferencia de los 100 metros de altura que tiene las máquinas multi-megavatios en parques eólicos convencionales. Se dice que lo más pequeño es más fácil de fabricar y podría costar menos que las convencionales si se producen a gran escala. También dice que los costes de mantenimiento podrían ser menores debido a que el generador se sienta en el suelo, en lugar de en la parte superior de una torre de 100 metros, y por lo tanto es más fácil de acceder. El rendimiento de la granja de viento en Igiugig ayudará a determinar si sus estimaciones de los costes de mantenimiento sean los correctos.
Dabiri dice que las pequeñas turbinas eólicas verticales, tienen otras ventajas. Mientras que el ruido de las turbinas eólicas convencionales ha llevado a algunas comunidades a campañas para derribaras, sus turbinas son "casi inaudible". También son menos propensas a matar a las aves. Su proyecto a corto plazo ha atraído a una subvención de $ 1 millón del Departamento de Defensa para estudiar su uso en bases militares. Debido a que son más cortos, interfieren menos con las operaciones con helicópteros con radares.
El proyecto, sin embargo, se enfrenta a algunos retos. Las turbinas de eje vertical no son tan eficientes cuando las palas están realmente moviéndose contra el viento, en vez de generar la elevación necesaria para girar el generador. Como alternativa, las palas para atrapar el viento y luego moverse contra él, crean el desgaste de la estructura, dice Fork Felker, director del Centro Nacional de Tecnología Eólica del Laboratorio Nacional de Energía Renovable. Dabiri, y los investigadores como Alexander Smits en la Universidad de Princeton, dicen que están trabajando en el diseño de turbinas más apropiadas para abordar algunas de estas cuestiones.
Felker señala que el enfoque de Dabiri también requerirá la instalación de un millar de veces más de aerogeneradores, requiriendo potencialmente millones de aerogeneradores en lugar de miles para generar fracciones significativas de las fuentes de alimentación. Y señala que, a lo largo de las últimas décadas, la industria eólica ha demostrado que haciendo cada vez más grandes aerogeneradores reduce los costes. "Novel Designs are Taking Wind Power to the Next Level", "Supersized Wind Turbines Head Out to Sea", y "The Quest for the Monster Wind Turbine Blade".
Felker piensa que el enfoque de Dabiri podría resultar apropiado para lugares pequeños y aislados como Igiugig, donde es más sencilla su construcción y el mantenimiento puede ser importante. "Pero si usted está tratando de transformar la economía energética global", dice, "tienes que ir a lo grande".
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Rodrigo González Fernández
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