La búsqueda de soluciones de energía renovable ha provocado un aumento en el desarrollo de parques eólicos en todo el mundo. Sin embargo, la rápida expansión de los parques eólicos plantea dudas sobre sus impactos ambientales más amplios y la eficiencia de su operación.
Investigadores de la Universidad de Columbia Británica Okanagan (UBCO) y la Universidad Tecnológica de Delft (TU Delft) en los Países Bajos se embarcó en un estudio para abordar estas preocupaciones. El equipo se propuso investigar cómo los parques eólicos influyen en los patrones de las corrientes de aire y la atmósfera circundante.
Enfoque del estudio
Para la investigación, los expertos desarrollaron un sofisticado marco de modelización destinado a mejorar la precisión de las previsiones de energía eólica y la productividad de los parques eólicos.
Esta iniciativa no se trata sólo de maximizar la producción de energía. Es una inmersión profunda en la comprensión de cómo los parques eólicos a gran escala podrían alterar los patrones naturales del viento, un área de estudio que se ha vuelto cada vez más relevante a medida que los parques eólicos crecen en tamaño y número.
Optimización de la potencia de salida
“Los parques eólicos se están volviendo tan grandes que pueden alterar la estructura del viento entrante”, explicó el Dr. Joshua Brinkerhoff, profesor asociado de la Escuela de Ingeniería de la UBCO. “La estructura que están investigando, que los ingenieros llaman capa límite atmosférica, monitorea cómo la velocidad, temperatura y presión del viento varían con la altitud”.
Comprender y predecir los cambios en el viento es fundamental para la ubicación estratégica de turbinas dentro de un parque para optimizar la producción de energía.
Diseño de parques eólicos
El desafío de diseñar parques eólicos de manera eficiente es multifacético. Implica la selección de ubicaciones adecuadas para los propios parques, así como el posicionamiento preciso de cada turbina para maximizar la generación de energía. En este contexto, destaca especialmente el trabajo de los investigadores en el desarrollo de la Caja de herramientas para atmósferas convectivas estratificadas (TOSCA).
TOSCA es un marco de código abierto diseñado para estudios a gran escala de las interacciones entre los parques eólicos y la atmósfera, que ofrece nuevos conocimientos sobre la dinámica de la turbulencia de la capa límite y las condiciones del flujo atmosférico alrededor de los parques eólicos.
Implicaciones más amplias
Sebastiano Stipa, estudiante de doctorado involucrado en el proyecto, destacó la capacidad de TOSCA para abordar desafíos críticos en energía eólica.
“Los resultados de esta investigación conducirán a una mejor comprensión de las estimaciones de potencia potencial de los parques eólicos y a un aumento en su producción de energía”, dijo Stipa. “Este nuevo marco de modelado puede servir como hoja de ruta para la industria”.
El Dr. Brinkerhoff señaló que el modelado por computadora puede ayudar cuando se están estableciendo parques eólicos, especialmente para pronosticar si pueden generar energía de manera eficiente.
“El hallazgo más significativo es que nuestro modelo puede capturar la interacción entre los grandes parques eólicos y el viento que se aproxima”, dijo el Dr. Brinkerhoff. “Hasta la fecha, esto no se ha captado adecuadamente, lo que lleva a una sobreestimación de la cantidad de energía que producirá un parque eólico. Este tipo de sobreestimación es financieramente desastroso para los operadores de parques eólicos”.
Más sobre la energía eólica
La energía eólica es una forma de energía renovable generada aprovechando la energía cinética del viento. Este proceso implica el uso de turbinas eólicas, que son estructuras altas equipadas con palas que giran cuando son impulsadas por el viento.
Las turbinas están conectadas a generadores que convierten la energía mecánica de las palas giratorias en energía eléctrica. Los parques eólicos, que pueden estar ubicados en tierra o en alta mar, constan de múltiples turbinas y están diseñados para capturar la energía del viento a gran escala.
Sostenibilidad
Uno de los beneficios clave de la energía eólica es su sostenibilidad. A diferencia de los combustibles fósiles, la energía eólica no produce gases de efecto invernadero ni contaminantes, lo que la hace respetuosa con el medio ambiente. También es inagotable, ya que el viento es un recurso natural y renovable.
Los costos operativos de las turbinas eólicas son relativamente bajos una vez instalados y operativos, aunque los costos iniciales pueden ser altos debido a la tecnología y la infraestructura requeridas.
Eficiencia
La eficiencia y productividad de la energía eólica pueden variar dependiendo de la velocidad del viento, que está influenciada por la ubicación geográfica, la época del año y las condiciones climáticas.
Las zonas con velocidades de viento constantemente altas, como las regiones costeras y las cimas de las colinas, son ideales para los parques eólicos. La tecnología detrás de las turbinas eólicas continúa avanzando, dando lugar a diseños más eficientes y menos molestos.
Desafíos
A pesar de sus beneficios, la energía eólica también enfrenta desafíos. Estos incluyen la variabilidad del viento, que puede afectar la consistencia del suministro de energía, y el impacto potencial en la vida silvestre, como aves y murciélagos. Además, el impacto visual y auditivo de las turbinas eólicas puede generar oposición de la comunidad.
El estudio se publica en la revista. Ciencia de la energía eólica.
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2024-02-06 21:13:15
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