¿Se afectan las turbinas eólicas entre sí?

efecto estela

01 mayo 2024 20:24 Robert Klatt

La energía eólica se está expandiendo rápidamente en muchos países. Los investigadores ahora han investigado si las turbinas eólicas se afectan entre sí y, por tanto, reducen su producción.

Roca (Estados Unidos). En el Atlántico, en la costa este de Estados Unidos, se construyen cada vez más turbinas eólicas marinas. Es fundamental que los operadores puedan calcular con la mayor precisión posible cuánta energía eólica generarán. Debido a que hasta ahora las predicciones precisas han sido difíciles, investigadores de la Universidad de Colorado Boulder (CU Boulder), dirigidos por Julie K. Lundquist, han investigado si las turbinas eólicas pueden influirse entre sí y cómo.

«Estados Unidos está planeando construir miles de turbinas eólicas marinas, por lo que necesitamos predecir cuándo estas estelas serán costosas y cuándo tendrán poco impacto».

Según su publicación en la revista Wind Energy Science, los científicos descubrieron que las turbinas eólicas pueden absorber cantidades significativas de viento de otras turbinas ubicadas cerca. Esto puede reducir la producción de electricidad en más del 30 por ciento.

Efecto estela en aerogeneradores

Cuando el viento pasa a través de las turbinas eólicas marinas, las turbinas delanteras extraen energía del viento, provocando desaceleraciones y aumento de turbulencias detrás de esas turbinas. Esto significa que las turbinas detrás de ellas reciben menos velocidad del viento y producen menos energía. El llamado efecto de estela, es decir, la turbulencia del viento detrás de las turbinas, es especialmente fuerte en las instalaciones marinas, porque no hay obstáculos naturales como casas o árboles que puedan provocar turbulencias en el viento y romper las estelas.

Según simulaciones por ordenador y datos de observación atmosférica, el efecto de estela puede reducir la producción de energía de un parque eólico marino planificado entre un 34 y un 38 por ciento. Además, las estelas pueden extenderse a distancias de hasta 55 kilómetros, especialmente en los días calurosos de verano con aire estable, y también pueden afectar a los parques eólicos vecinos.

«Desafortunadamente, el verano es la época en la que hay mucha demanda de electricidad. Hemos demostrado que las estelas tendrán un impacto significativo en la generación de electricidad. Pero si podemos predecir sus impactos y anticipar cuándo ocurrirán, entonces podremos gestionarlos». en la red eléctrica.»

¿Está en riesgo la estabilidad de las redes eléctricas?

Las primeras cinco grandes turbinas eólicas se pusieron en funcionamiento en 2024 frente a las costas de Massachusetts. Está prevista la construcción de otras turbinas a lo largo de las costas de Rhode Island, Virginia y Nueva York. En general, la actual administración Biden quiere instalar parques eólicos marinos con una capacidad total de 30 gigavatios (GW). Estos podrían suministrar electricidad a unos 10 millones de hogares.

Sin embargo, como explican los investigadores de CU Boulder, la potencia de las turbinas eólicas fluctúa mucho, lo que puede poner en peligro la estabilidad de la red eléctrica. Por lo tanto, los resultados de su nuevo estudio pueden ayudar a los operadores de redes a integrar mejor las energías renovables en las redes eléctricas, porque la cantidad de electricidad que producen se puede predecir con mayor precisión.

«Necesitamos una combinación diversa de fuentes de energía limpia para satisfacer la demanda y descarbonizar la red. Con mejores previsiones de energía eólica, podemos lograr una mayor dependencia de las energías renovables».

Ciencia de la energía eólica, doi: 10.5194/wes-9-555-2024