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¿Cuál es la altura media de los aerogeneradores?

marzo 17, 2022
¿Cuál es la altura media de los aerogeneradores?

La turbina eólica más alta

La energía eólica se está disparando en Estados Unidos; la capacidad de energía renovable del país se ha triplicado con creces en los últimos nueve años, y la energía eólica y solar son las principales responsables. Ahora las empresas quieren aprovechar aún más la energía eólica, a un precio más barato, y una de las mejores formas de reducir el coste es construir turbinas más grandes. Por eso, una alianza de seis instituciones lideradas por investigadores de la Universidad de Virginia está diseñando la mayor turbina eólica del mundo, con 500 metros de altura, casi un tercio de milla de altura y unos 57 metros más que el Empire State Building.

Las turbinas son ya notablemente más grandes que hace 15 o 20 años. El tamaño varía, pero las torres típicas de los parques eólicos actuales miden unos 70 metros de altura, con palas de unos 50 metros de longitud. Su potencia depende del tamaño y la altura, pero suele oscilar entre uno y cinco megavatios. “Hay una motivación para utilizar turbinas eólicas más grandes, y la razón es más bien económica”, explica John Hall, profesor adjunto de ingeniería mecánica y aeroespacial en la Universidad de Buffalo, S.U.N.Y. Una de las razones por las que las turbinas gigantes son más rentables es que el viento sopla con más fuerza y constancia a mayor altura. Así, “se capta más energía” con una estructura más alta, dice Eric Loth, jefe del proyecto de la turbina masiva, que está financiado por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada-Energía (ARPA-E) del Departamento de Energía de Estados Unidos.

Producción de aerogeneradores

El ex líder de los Verdes australianos, Bob Brown, ha sido noticia esta semana al oponerse a un proyecto de parque eólico en la isla Robbins de Tasmania. El proyecto prevé la construcción de 200 torres de 270 metros de altura desde la base hasta la punta de las palas.

Los aerogeneradores tienen muchos diseños, pero el más común es el llamado “eje horizontal”, que parece un ventilador gigante sobre un poste. Este tipo de turbina es muy eficaz para transformar la energía del viento en energía eléctrica.

Los observadores atentos habrán notado que estas turbinas han ido ganando en tamaño con los años. En los años 90, las turbinas eólicas solían tener alturas de buje y diámetros de rotor del orden de 30 m. Hoy en día, la altura del buje y el diámetro del rotor superan ampliamente los 100 metros.

Cuando se trata de aerogeneradores, más grande es definitivamente mejor. Cuanto mayor sea el radio de las palas del rotor (o el diámetro del “disco del rotor”), más viento podrán aprovechar las palas para convertirlo en un par que impulse los generadores eléctricos del buje. Más par significa más potencia. Aumentar el diámetro significa que no sólo se puede extraer más potencia, sino que se puede hacer de forma más eficiente.

Eficiencia de un aerogenerador

La altura del buje de un aerogenerador es la distancia desde el suelo hasta el centro del rotor de la turbina. La altura del buje de los aerogeneradores terrestres ha aumentado un 59% desde 1998-1999, hasta alcanzar unos 90 metros en 2020. Eso es casi tan alto como la Estatua de la Libertad. Se prevé que la altura media del buje de las turbinas marinas en Estados Unidos aumente aún más: de 100 metros (330 pies) en 2016 a unos 150 metros (500 pies), es decir, la altura del Monumento a Washington, en 2035.

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El diámetro del rotor de una turbina, o la anchura del círculo barrido por las palas giratorias (los círculos punteados de la segunda ilustración), también ha crecido con los años. En 2010, ninguna turbina en Estados Unidos empleaba rotores de 115 metros (380 pies) de diámetro o más. 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.

Los diámetros de rotor más grandes permiten a los aerogeneradores barrer más superficie, capturar más viento y producir más electricidad. Una turbina con palas más largas podrá captar más viento que las palas más cortas, incluso en zonas con relativamente menos viento. La capacidad de captar más viento a menor velocidad puede aumentar el número de zonas disponibles para el desarrollo eólico en todo el país. Debido a esta tendencia, las áreas de barrido del rotor han crecido un 570% desde 1998-1999.

Energía eólica en el mar

Aproximadamente el 2% de la energía solar que incide sobre la superficie de la Tierra se convierte en energía cinética en el viento. Las turbinas eólicas convierten la energía cinética del viento en electricidad sin emisiones.1 La distribución de la energía eólica es heterogénea, tanto en la superficie de la Tierra como en la vertical de la atmósfera. En general, se considera que una velocidad media anual del viento de 6,5 m/s o superior a 80 m es comercialmente viable. Sin embargo, las nuevas tecnologías están ampliando los recursos eólicos disponibles para proyectos comerciales.3 En 2020, el 8,4% de la electricidad estadounidense se generó a partir de la energía eólica, pero la capacidad eólica está aumentando rápidamente.4

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Las políticas que apoyan la energía eólica y otras renovables pueden abordar las externalidades asociadas a la electricidad convencional, como los efectos sobre la salud de la contaminación, los daños ambientales de la extracción de recursos y el almacenamiento de residuos nucleares a largo plazo.

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