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Energía

¿Aprovecharán mejor el viento las turbinas verticales?

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Un investigador de Caltech cree que series de turbinas eólicas diminutas podrían producir energía más barata que las grandes.

  • por Kevin Bullis | traducido por Lía Moya (Opinno)
  • 10 Abril, 2013

Foto: Tres turbinas eólicas de eje vertical de 10 metros de altura en una instalación de pruebas en California.

Igiugig, un remoto pueblo de Alaska (EE.UU.) en el que viven unas 50 personas, será el primero en probar un nuevo método de producción de energía eólica que podría aumentar la producción energética y, según sus inventores, quizá la haga más asequible.

Durante décadas, la tendencia en la industria eólica ha sido hacer turbinas cada vez más grandes, puesto que mejoran la eficiencia y sirve para reducir costes.

John Dabiri, profesor de ingeniería aeronáutica y bioingeniería en el Instituto de Tecnología de California (Caltech en sus siglas en inglés, EE.UU.) tiene una idea herética. Cree que la forma de bajar los costes de la energía eólica es usar turbinas eólicas pequeñas de eje vertical en combinación con modelos de computación que optimicen su colocación en una granja eólica para que cada turbina potencie la producción energética de las turbinas vecinas.

Dabiri ha probado la idea básica en un terreno de pruebas con 24 turbinas en el sur de California. Subvenciones por un total de 6 millones de dólares (unos 4,6 millones de euros) provenientes de la Fundación Gordon and Betty Moore  y el Departamento de Defensa de Estados Unidos le permitirán comprobar si este método reduce los costes de producción de la energía eólica en Igiugig. Las primeras 10 turbinas se instalarán este año y el objetivo final es instalar de 50 a 70 turbinas, que serían capaces de producir aproximadamente la misma potencia que generan los generadores diésel que hay en funcionamiento en el pueblo en la actualidad. Dabiri también está instalando turbinas en una granja eólica ya existente en Palm Springs, California, usando sus modelos para generar energía poniendo turbinas nuevas entre las ya existentes.

Normalmente, al pasar alrededor y a través de una turbina eólica, el viento produce turbulencias que azotan las turbinas que se encuentran más abajo, reduciendo su producción energética y aumentando el desgaste de las mismas. Dabiri afirma que las turbinas de eje vertical producen una estela que puede ser beneficiosa para otras turbinas si están colocadas correctamente.

Las aspas de este tipo de turbina se colocan en vertical, como las barras de un tiovivo, no como los radios de una rueda, como es el caso de las turbinas convencionales. El viento que se mueve entre las turbinas de eje vertical se acelera y la disposición vertical de las aspas en las turbinas siguientes permite que recojan eficazmente ese viento, acelerándose y generando más energía. (Las aspas que giran en una turbina eólica convencional solo cogerían parte de este viento rápido que las atravesara, lo que va en detrimento del rendimiento de la turbina porque aumenta el estrés sobre las aspas). Esta disposición también hace posible colocar más turbinas en un terreno dado.

Foto:  En un terreno de prueba en Los Ángeles County (Estados Unidos) John Dabiri prueba su concepto para granjas eólicas compuestas por pequeñas turbinas de eje vertical.

Las turbinas de Dabiri miden 10 metros de alto y generan de tres a cinco kilovatios, en comparación con las máquinas de 100 metros de alto que producen muchos megavatios en las granjas eólicas convencionales. Afirma que las más pequeñas son más fáciles de fabricar y podrían costar menos que las convencionales si se producen a gran escala. También afirma que los costes de mantenimiento pueden ser menores porque el generador está posado sobre el suelo y no en lo alto de una torre de 100 metros, y por lo tanto el acceso es más fácil. El rendimiento de la granja eólica en Igiugig servirá para decidir si sus cálculos respecto a los gastos de mantenimiento son correctos.

Dabiri explica que las turbinas pequeñas y verticales tienen además otras ventajas. Mientras que el ruido de las turbinas eólicas convencionales ha llevado a algunas comunidades a crear campañas para demolerlas, sus turbinas son "casi imperceptibles", afirma. También tienen menos probabilidades de matar a los pájaros. Y su perfil corto ha atraído una subvención de 1 millón de dólares (unos euros) del Departamento de Defensa para estudiar su uso en las bases militares. Como son más cortas, interfieren menos con las operaciones de helicópteros y con el radar que las turbinas eólicas convencionales,

Sin embargo, este método se enfrenta a algunos retos. Las turbinas de eje vertical no son tan eficientes como las convencionales, la mitad del tiempo las aspas se están moviendo en contra del viento en vez de generando el impulso necesario para hacer girar un generador. Como las aspas pasan de coger el viento a moverse en su contra, desgastan la estructura, explica Fork Felker, director del Centro Eólico Nacional en el Laboratorio Nacional de Energías Renovables de Estados Unidos. Dabiri y otros investigadores como Alexander Smits de la Universidad de Princeton (EE.UU.) afirman estar trabajando en diseños mejorados de turbinas para hacer frente a algunos de estos problemas.

Felker señala que el método de Dabiri también exigirá la instalación de un número mil veces mayor de turbinas, con lo que potencialmente harían falta millones de turbinas y no miles para generar cantidades significativas del suministro energético de Estados Unidos. Y también señala que, a lo largo de las últimas décadas, la industria eólica ha demostrado que hacer turbinas cada vez más grandes reduce los costes (ver "Diseños novedosos para hacer avanzar la energía eólica" y "En busca de una monstruosa aspa de turbina eólica"). "Creo que ir en el sentido contrario no tendrá éxito", afirma, "Creo que las cuentas no cuadran".

Felker cree que el método de Dabiri puede resultar adecuado para sitios pequeños y aislados como Igiugig, donde una construcción y mantenimiento más sencillos pueden ser importantes. "pero si intentas transformar la economía de la energía general", afirma, "tienes que ir a los grande".

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