¿Más parques eólicos en la costa o en el interior?
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La explotación de una central eólica es más compleja que la simple instalación de aerogeneradores en una zona ventosa. Los propietarios de las centrales eólicas deben planificar cuidadosamente la ubicación de los aerogeneradores y tener en cuenta la velocidad y frecuencia del viento.
Los lugares idóneos para instalar aerogeneradores son aquellos en los que la velocidad media anual del viento es de al menos 9 millas por hora (mph) -o 4 metros por segundo (m/s)- para aerogeneradores pequeños y de 13 mph (5,8 m/s) para aerogeneradores de escala comercial. Los emplazamientos favorables son las cimas de las colinas suaves y redondeadas, las llanuras abiertas y el agua, y las brechas montañosas que canalizan e intensifican el viento. Los recursos eólicos suelen ser más favorables para la generación de electricidad a mayor altura sobre la superficie terrestre. Las grandes turbinas eólicas se colocan en torres de entre 500 y 900 pies de altura.
Los recursos eólicos varían cada hora y cada estación en Estados Unidos. La velocidad del viento suele variar a lo largo del día y de una estación a otra. Por ejemplo, en Tehachapi (California), donde hay numerosos aerogeneradores, el viento sopla con más frecuencia de abril a octubre que en invierno, y suele ser más fuerte por la tarde. Estas fluctuaciones son consecuencia del calor extremo del desierto de Mojave durante los meses de verano. A medida que asciende el aire caliente sobre el desierto, el aire más frío y denso sobre el Océano Pacífico se precipita a través del puerto de montaña de Tehachapi para ocupar su lugar. En Montana, los fuertes vientos invernales canalizados a través de los valles de las Montañas Rocosas crean vientos más intensos durante el invierno.
Turbina eólica
Tras más de quince años participando en la planificación y ejecución de proyectos de parques eólicos en España y a pesar de la incertidumbre que viven las energías renovables, como la eólica, a Ideas Medioambientales nos siguen haciendo una y otra vez la misma pregunta: ¿a qué distancia deben colocarse los aerogeneradores? Nuestra respuesta a esta pregunta es inmediata porque está fundamentada en nuestra propia experiencia en proyectos de parques eólicos. Sin embargo, no es tan sencillo cuando la pregunta es: ¿cuál es la normativa en materia de separación de aerogeneradores? porque existe un gran volumen de información al respecto. Por ello, en este post analizaremos diferentes informaciones relativas al espaciado y alineamiento de aerogeneradores y a la normativa vigente.
El Dr. Charles Meneveau, investigador de la Universidad Johns Hopkins (EE.UU.), desarrolló un modelo para calcular el espaciado óptimo entre turbinas para obtener el mejor rendimiento en grandes parques eólicos. Utilizando simulaciones informáticas a gran escala y túneles de viento a pequeña escala para aerogeneradores de 5 MW, llegó a la conclusión de que la separación óptima entre las turbinas debe ser aproximadamente 15 veces el diámetro del rotor.
Dónde hay más aerogeneradores
La incertidumbre que rodea al comportamiento del viento es el principal hándicap a la hora de construir un parque eólico, sobre todo en lugares con una orografía compleja. ¿Dónde y cómo instalar los aerogeneradores para maximizar la producción de energía eólica? La supercomputación tiene la respuesta.
Gracias a avanzadas técnicas de supercomputación, el sistema calcula las ubicaciones perfectas para la instalación de aerogeneradores, optimizando el diseño del parque eólico para maximizar la producción de energía. Así se puede aumentar la eficiencia del parque eólico, reducir los costes de construcción y minimizar los riesgos a la hora de invertir en un proyecto concreto.
Un modelo informático a tan gran escala requiere una máquina de gran capacidad y prestaciones. Durante el desarrollo del proyecto se ha utilizado el superordenador más avanzado e importante de España, uno de los más potentes del mundo gracias a sus 50.000 procesadores: el superordenador MareNostrum.
La mejor ubicación para los aerogeneradores
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 66% desde 1998-1999, hasta alcanzar los 94 metros en 2021. 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, aproximadamente la altura del Monumento a Washington, en 2035.
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 de Estados Unidos empleaba rotores de 115 metros de diámetro o más. En 2021, el diámetro medio del rotor era de 127,5 metros, más largo que un campo de fútbol.
Los rotores de mayor diámetro permiten a los aerogeneradores barrer más superficie, captar 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 velocidades más bajas puede aumentar el número de zonas disponibles para el desarrollo eólico en todo el país. Debido a esta tendencia, las superficies barridas por los rotores han crecido alrededor de un 600% desde 1998-1999.