Aerogeneradores verticales: el futuro de los parques eólicos
Cuando se mencionan los parques eólicos, las turbinas de hélice tradicionales suelen venir a la mente. Sin embargo, un nuevo diseño de turbina vertical revolucionará la producción de energía eólica. Los investigadores encontraron que el nuevo diseño vertical cuenta con una mayor eficiencia que su contraparte tradicional. También descubrieron que las aerogeneradores verticales funcionan mejor en un 15 por ciento cuando se colocan en pares.
Las turbinas verticales giran alrededor de un eje vertical al suelo en comparación con las turbinas de hélice que giran alrededor de un eje horizontal. El equipo de investigación de la Universidad de Oxford Brookes realizó más de 11.500 horas de simulación por computadora para comparar ambos tipos. Descubrieron que las turbinas verticales pueden funcionar de manera más eficiente cuando se utilizan en parques eólicos a gran escala.
El estudio del profesor Iakovos Tzanakis y sus colegas examinó aspectos de las turbinas eólicas que contribuyen a su rendimiento. Observaron el ángulo de la matriz, la dirección de rotación, el número de rotor y el espaciado de la turbina en el curso de su investigación. Además, demostraron el potencial del uso de turbinas eólicas verticales a gran escala para generar más energía.
El equipo de Tzanakis también analizó el posicionamiento de las turbinas para maximizar la producción de energía, un aspecto clave del diseño de un parque eólico. Las turbinas verticales se adaptan perfectamente, ya que aumentan el rendimiento de las demás cuando se colocan en formaciones de cuadrícula. Cuando se colocan en pares, las turbinas verticales refuerzan el rendimiento de las demás hasta en un 15 por ciento. Los investigadores continuaron diciendo que tres turbinas en una serie también contribuyeron a un aumento adicional del tres por ciento en la producción en comparación con solo dos.
Tzanakis comentó: “Este estudio evidencia que el futuro de los parques eólicos debe ser vertical. Las turbinas de parques eólicos de eje vertical se pueden diseñar para que estén mucho más juntas, aumentando su eficiencia y, en última instancia, reduciendo los precios de la electricidad ”. Añadió que las turbinas eólicas verticales pueden ayudar a acelerar la transición a la energía verde.
Las turbinas verticales están diseñadas para contribuir a una mayor producción de energía renovable
El estudio principal, Joachim Toftegaard Hansen, señaló que los parques eólicos modernos son una de las formas más eficientes de producir energía renovable. Sin embargo, señaló que el viento que golpea los aerogeneradores horizontales colocados en la primera fila genera turbulencias. Esta turbulencia resultante socava el rendimiento de las filas siguientes, agregó Hansen.
“En otras palabras, la primera fila [de turbinas] convertirá aproximadamente la mitad de la energía cinética del viento en electricidad. [Para] la última fila [de turbinas], ese número se ha reducido al 25 al 30 por ciento. Como ingeniero, naturalmente se me ocurrió que debe haber una forma más rentable ”, explicó.
La investigación del equipo de Tzanakis acerca a la realidad los parques eólicos más eficientes. También coincide con la duplicación de la capacidad de energía eólica del Reino Unido para 2030. Un informe de octubre de 2020 del gobierno británico señaló que su objetivo es construir un parque eólico marino con una capacidad de un gigavatio.
Las turbinas eólicas verticales lo hacen posible al permitir que los parques eólicos «se construyan más lejos del mar en aguas más profundas, aumentando la capacidad aún más donde los vientos son más fuertes».
El estudio finalmente confirmó los beneficios potenciales de estas turbinas eólicas verticales. Son más baratos y más fáciles de fabricar y mantener en comparación con sus homólogos horizontales. Los parques eólicos con turbinas verticales ahora solo estarán limitados por la energía eólica disponible en el área en lugar del rendimiento de la turbina, agregó.
Mientras que la investigación de Tzanakis y sus colegas hizo uso de turbinas eólicas verticales, una empresa española dio un paso más al utilizar una turbina sin palas. La empresa con sede en Madrid Vortex Bladeless creó la turbina de diseño innovador, que afirmaron es menos peligrosa para la vida silvestre. La turbina genera energía moviéndose hacia adelante y hacia atrás cuando el viento la golpea, oscilando dentro del rango del viento y produciendo electricidad a partir de la vibración resultante.
El pequeño tamaño de la turbina sin palas golpea a dos pájaros de un tiro. Primero, puede producir energía eólica sin el espacio que requiere un parque eólico tradicional. En segundo lugar, encaja perfectamente con la generación de energía in situ a pequeña escala para hogares y empresas.
El fundador de Vortex Bladeless, David Yanez, dijo: “Nuestra tecnología tiene diferentes características que pueden ayudar a llenar los vacíos donde los parques eólicos tradicionales podrían no ser aceptables. Pero el principal beneficio de la tecnología es reducir su impacto ambiental, su impacto visual y el costo de operación y mantenimiento de la turbina”.
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