Os contamos sobre un prometedor estudio científico que plantea que la potencia de generación eléctrica de los parques eólicos puede aumentar hasta diez veces, simplemente mediante la optimización de la colocación de las turbinas en el terreno.
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El estudio ha sido desarrollado por el Instituto de California of Technology (Caltech) y se ha llevado a cabo un estudio de campo único hasta el momento, en un parque eólico experimental de dos hectáreas ubicado en el norte de Los Angeles. En este parque se han instalado 24turbinas de eje vertical (vertical-axis wind turbines o VAWTs) de10 metros de altura y 1,2 metros de ancho.
Pese a las mejoras en el diseño de las turbinas eólicas que han aumentado su eficiencia, los parques eólicos son todavía bastante ineficientes. Según Dabiri –director de la investigación- esto puede resolverse con una adecuada instalación de las turbinas.
Turbinas de Eje Vertical vs Turbinas de Eje Horizontal
Las explotaciones eólicas modernas emplean por lo general turbinas de eje horizontal (horizontal-axis wind turbines o HAWTs), los más conocidos, con su típico formato de una alta torre con una hélice que giran lentamente.
En dichas explotaciones, las turbinas individuales tienen que estar muy separadas entre sí. No sólo lo suficiente para que sus aspas gigantes no se toquen, sino mucho más, ya que la estela de viento generada puede interferir la aerodinámica de las turbinas vecinas. Esta gran distancia implica una mayor cantidad de tierra y por ende más inversión.
Ha habido –según explica- una tendencia a intentar compensar esa pérdida de energía haciendo las hélices más grandes y las torres más altas, para absorber la energía del viento a mayores alturas, allí donde las ráfagas son más poderosas. Pero esto trae otros problemas, tales como mayores costos, problemas de ingeniería más complejos y un mayor impacto ambiental.
Modelos de HAWTs y VAWTs
La solución, sostiene Dabiri, es centrarse en el diseño del parque eólicoen sí mismo, para maximizar la eficiencia en las alturas más cercanas al suelo. Para ello las turbinas VAWTs (de eje vertical) son ideales, ya que pueden ser colocadas muy cerca una de la otra. Esto les permite la captura de casi toda la energía del viento.
Tener cada turbina girando en el sentido contrario al de sus vecinas, también aumenta su eficacia. Según explican, esto disminuye la fricción lo que le permite a la turbina girar más rápido.
Los resultados de las pruebas de campo
En las pruebas de campo realizadas durante el verano de 2010, Dabiri y sus colegas midieron la velocidad de giro y la potencia generada por cada una de las seis turbinas, colocándolas en un número de configuraciones diferentes. Esto se realizó dejando una turbina en una posición fija mientras que las otras tenían un sistema de emplazamiento portátil que permitió que fueran desplazadas.
Las pruebas mostraron que cuando las turbinas se colocaron espaciadas entre sí por una distancia de aproximadamente 5 metros (equivalente a 4 diámetros de la turbina) se eliminó por completo la interferencia aerodinámica entre las turbinas vecinas. En comparación, la eliminación de la interferencia aerodinámica entre las turbinas de eje horizontal más grandes actualmente en uso requeriría un espacio de unos 20 diámetros de distancia (algo más de una milla).
Las seis turbinas de eje vertical (VAWTs) generaron entre 21 a 47 vatios de potencia por metro cuadrado de superficie de tierra. Mientras que una granja de tamaño comparable compuesta por turbinas de eje horizontal (HAWT) se generaron apenas 2 a 3 vatios por metro cuadrado.
Fuente:
Imágenes:
ScienceDaily
wikipedia
Video:
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