La energía eólica ha sido extraordinariamente exitosa en la prestación de una parte cada vez mayor de energía renovable barata.
Pequeño parque eólico con varios tipos de turbinas. Crédito: Sprisi
Pero, ¿puede esta tendencia continuar con el suministro de energía más renovable durante décadas? Un nuevo estudio publicado por científicos del Instituto Max Planck de biogeoquímica en Jena, Alemania, disminuye las expectativas de la energía eólica cuando se utiliza en gran escala.
¿Cuanta energía del viento puede generarse en el major de los casos? ¿Y que tan eficientes van a ser las turbinas cuando se necesiten turbinas cada vez más grandes para generar más energía renovable? Estas cuestiones fueron abordadas en un estudio publicado en las actas de la Academia Nacional de Ciencias. Cada turbina quita energía de los vientos, por lo que muchas turbinas que operan a grandes escalas deben reducir la velocidad del viento del flujo atmosférico.
Con muchas turbinas, este efecto debe extenderse inmediatamente más allá después detrás de cada turbina y dando como resultado una reducción general de velocidades de viento. Esta reducción de velocidad del viento es crítica, ya que disminuye la cantidad de energía que cada turbina puede extraer de los vientos.
Para realizer la contabilidad para este efecto de la desaceleración, los autores resolvieron una diferencia permanente entre las altas estimaciones para la energía eólica derivada de observaciones de velocidad de viento local y pequeños parques eólicos y las estimaciones mucho menores que se derivan de las estimaciones en gran escala derivadas de modelos climáticos.
El Dr. Lee Miller, primer autor del estudio, explica: "uno no debe asumir que las velocidades del viento van a permanecer siendo las mismas con una gran cantidad de turbinas eólicas en una región. Las velocidades del viento en los modelos climáticos no pueden ser completamente realistas, pero los modelos climáticos pueden simular el efecto que muchas turbinas de viento tienen velocidades del viento mientras que las observaciones no pueden capturar su efecto. "La reducción de velocidad de viento reduciría drásticamente la eficacia de las turbinas de generación de electricidad.
Los autores calculan que, cuando se utiliza la energía eólica en su máximo potencial en una región determinada, cada turbina en la presencia de muchas otras turbinas en promedio genera sólo un 20% de la electricidad en comparación con lo que generaría una turbina aislada.
Los investigadores aplicaron un modelo de cambio climático utilizado en investigación sobre el clima. Se realizaron escenarios de uso de la energía de viento diferentes en todos los continentes para saber cuanta energía del viento podría generarse en el major de los casos.
En tierra, se que sólo 3-4% de las de tierras tienen el potencial para generar más de 1,0 vatio de electricidad por metro cuadrado de superficie de la tierra, con un potencial más típico de alrededor de 0,5 vatio por metro cuadrado o menos. Estas estimaciones son similares a los estudios anteriores del modelo del clima, pero cerca de diez veces inferior a las estimaciones basadas en la velocidad del viento observada.
Esta fuerte discrepancia se explica por la reducción sustancial de 40-50% de velocidad del viento en las simulaciones del modelo climático. Como la velocidad del viento afecta desproporcionadamente a la generación de electricidad de las turbinas eólicas, el viento a baja velocidades resulta en mucho menor potencial de energía eólica obtenida por los modelos climáticos.
El Dr. Axel Kleidon, líder del grupo en el Instituto Max-Planck de biogeoquímica, admite que estos escenarios de la energía eólica son hipotéticos. Sin embargo, él ve los resultados como muy relevantes para la futuro expansion de la energía eólica. "Hemos encontrado estos efectos dramáticos en espaciamientos de turbina utilizados en granjas de viento actual en la tierra." Kleidon planea buscar en observaciones actuales parques eólicos para ver si ya se aprecia este efecto.
Este efecto implica que para mantener la eficiencia de la turbina alta de hoy en día y la economía favorable, la futura ampliación de la energía eólica debería proceder probablemente con mucho más espacio entre turbinas de lo que es común a las granjas de viento de hoy.
Pequeño parque eólico con varios tipos de turbinas. Crédito: Sprisi
Pero, ¿puede esta tendencia continuar con el suministro de energía más renovable durante décadas? Un nuevo estudio publicado por científicos del Instituto Max Planck de biogeoquímica en Jena, Alemania, disminuye las expectativas de la energía eólica cuando se utiliza en gran escala.
¿Cuanta energía del viento puede generarse en el major de los casos? ¿Y que tan eficientes van a ser las turbinas cuando se necesiten turbinas cada vez más grandes para generar más energía renovable? Estas cuestiones fueron abordadas en un estudio publicado en las actas de la Academia Nacional de Ciencias. Cada turbina quita energía de los vientos, por lo que muchas turbinas que operan a grandes escalas deben reducir la velocidad del viento del flujo atmosférico.
Con muchas turbinas, este efecto debe extenderse inmediatamente más allá después detrás de cada turbina y dando como resultado una reducción general de velocidades de viento. Esta reducción de velocidad del viento es crítica, ya que disminuye la cantidad de energía que cada turbina puede extraer de los vientos.
Para realizer la contabilidad para este efecto de la desaceleración, los autores resolvieron una diferencia permanente entre las altas estimaciones para la energía eólica derivada de observaciones de velocidad de viento local y pequeños parques eólicos y las estimaciones mucho menores que se derivan de las estimaciones en gran escala derivadas de modelos climáticos.
El Dr. Lee Miller, primer autor del estudio, explica: "uno no debe asumir que las velocidades del viento van a permanecer siendo las mismas con una gran cantidad de turbinas eólicas en una región. Las velocidades del viento en los modelos climáticos no pueden ser completamente realistas, pero los modelos climáticos pueden simular el efecto que muchas turbinas de viento tienen velocidades del viento mientras que las observaciones no pueden capturar su efecto. "La reducción de velocidad de viento reduciría drásticamente la eficacia de las turbinas de generación de electricidad.
Los autores calculan que, cuando se utiliza la energía eólica en su máximo potencial en una región determinada, cada turbina en la presencia de muchas otras turbinas en promedio genera sólo un 20% de la electricidad en comparación con lo que generaría una turbina aislada.
Los investigadores aplicaron un modelo de cambio climático utilizado en investigación sobre el clima. Se realizaron escenarios de uso de la energía de viento diferentes en todos los continentes para saber cuanta energía del viento podría generarse en el major de los casos.
En tierra, se que sólo 3-4% de las de tierras tienen el potencial para generar más de 1,0 vatio de electricidad por metro cuadrado de superficie de la tierra, con un potencial más típico de alrededor de 0,5 vatio por metro cuadrado o menos. Estas estimaciones son similares a los estudios anteriores del modelo del clima, pero cerca de diez veces inferior a las estimaciones basadas en la velocidad del viento observada.
Esta fuerte discrepancia se explica por la reducción sustancial de 40-50% de velocidad del viento en las simulaciones del modelo climático. Como la velocidad del viento afecta desproporcionadamente a la generación de electricidad de las turbinas eólicas, el viento a baja velocidades resulta en mucho menor potencial de energía eólica obtenida por los modelos climáticos.
El Dr. Axel Kleidon, líder del grupo en el Instituto Max-Planck de biogeoquímica, admite que estos escenarios de la energía eólica son hipotéticos. Sin embargo, él ve los resultados como muy relevantes para la futuro expansion de la energía eólica. "Hemos encontrado estos efectos dramáticos en espaciamientos de turbina utilizados en granjas de viento actual en la tierra." Kleidon planea buscar en observaciones actuales parques eólicos para ver si ya se aprecia este efecto.
Este efecto implica que para mantener la eficiencia de la turbina alta de hoy en día y la economía favorable, la futura ampliación de la energía eólica debería proceder probablemente con mucho más espacio entre turbinas de lo que es común a las granjas de viento de hoy.
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