{"id":27978,"date":"2022-09-20T08:45:33","date_gmt":"2022-09-20T14:45:33","guid":{"rendered":"https:\/\/otech.uaeh.edu.mx\/noti\/?p=27978"},"modified":"2022-09-20T08:45:33","modified_gmt":"2022-09-20T14:45:33","slug":"ensenar-a-las-turbinas-eolicas-egoistas-a-compartir-puede-aumentar-la-productividad","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/otech.uaeh.edu.mx\/noti\/energias-alternas\/ensenar-a-las-turbinas-eolicas-egoistas-a-compartir-puede-aumentar-la-productividad\/","title":{"rendered":"Ense\u00f1ar a las turbinas e\u00f3licas ‘ego\u00edstas’ a compartir puede aumentar la productividad"},"content":{"rendered":"
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De manera similar a c\u00f3mo un girasol joven sigue al sol para captar la luz, las turbinas e\u00f3licas giran para enfrentar el viento para maximizar la energ\u00eda que producen.\u00a0Aunque probablemente no hayas notado que sucede, la cabeza de una turbina e\u00f3lica\u00a0puede girar de izquierda a derecha<\/a>\u00a0en la parte superior de su torre para aprovechar al m\u00e1ximo el viento disponible.<\/span><\/p>\n

Esto se debe a que la velocidad y la direcci\u00f3n del viento suelen cambiar.\u00a0Las fluctuaciones en la presi\u00f3n y la temperatura del aire, as\u00ed como la rotaci\u00f3n de la Tierra, influyen en c\u00f3mo sopla el viento y cu\u00e1nta energ\u00eda se puede capturar.\u00a0Las caracter\u00edsticas fijas del paisaje (valles, colinas, bosques y edificios) tambi\u00e9n afectan la direcci\u00f3n y la fuerza del viento.\u00a0Pero hay una caracter\u00edstica fija que es particularmente disruptiva: otras turbinas.<\/span><\/p>\n

Imag\u00ednese c\u00f3mo cambia el agua cuando navega en un bote, con su embarcaci\u00f3n dejando un patr\u00f3n de olas en la superficie detr\u00e1s de \u00e9l.\u00a0Este fen\u00f3meno f\u00edsico se conoce como efecto estela y supone un importante reto para los parques e\u00f3licos.\u00a0Cuando el viento fluye a trav\u00e9s de una turbina para generar electricidad, se crea una estela, lo que hace que el viento que usan otras turbinas detr\u00e1s de \u00e9l sea m\u00e1s lento y m\u00e1s turbulento.\u00a0Al sumar el impacto en todo un parque e\u00f3lico, un estudio de 2009 estim\u00f3 que la producci\u00f3n total de electricidad se reduce entre un\u00a010 y un 20 por ciento<\/a>\u00a0.<\/span><\/p>\n

Ahora, un algoritmo ha demostrado c\u00f3mo ajustar la orientaci\u00f3n de las turbinas en una granja de manera coordinada puede reducir el efecto de estela y aumentar la producci\u00f3n total.\u00a0Las turbinas e\u00f3licas \u201cest\u00e1n extremadamente bien dise\u00f1adas para operar individualmente\u201d, dice Michael Howland, quien dirigi\u00f3 esta investigaci\u00f3n, que se\u00a0public\u00f3 recientemente en\u00a0Nature Energy<\/em><\/a>\u00a0.\u00a0Pero \u201ccuando las turbinas e\u00f3licas extraen energ\u00eda, sabemos que inmediatamente hay menos energ\u00eda disponible en el viento a favor del viento\u201d.\u00a0Debido a que las turbinas casi siempre se colocan en parques e\u00f3licos, con turbinas cerca unas de otras, eso es un problema.<\/span><\/p>\n

\u201cEl viento entrante es diferente en cada lugar\u201d, dice Howland, profesor asistente de ingenier\u00eda civil y ambiental en el Instituto de Tecnolog\u00eda de Massachusetts.\u00a0\u201cTambi\u00e9n la direcci\u00f3n del viento cambia constantemente en el tiempo.\u00a0Y entonces la turbina tiene que reaccionar a eso\u201d.\u00a0Por lo general, las turbinas responden individualmente a los cambios de viento, volte\u00e1ndose directamente hacia el viento para tratar de maximizar su propia producci\u00f3n, sin tener en cuenta la estela que crean detr\u00e1s de ellas.\u00a0Es este \u201cego\u00edsmo\u201d lo que conduce a una p\u00e9rdida total de energ\u00eda.<\/span><\/p>\n

Para reducir estas p\u00e9rdidas, el algoritmo de Howland y su equipo utiliza primero la f\u00edsica atmosf\u00e9rica y los datos operativos de la granja, como la temperatura y las condiciones del viento, para estimar las estelas que crean las turbinas y c\u00f3mo estas afectan a otras turbinas.\u00a0Luego, el algoritmo predice formas de organizar las turbinas para que se molesten menos entre s\u00ed.\u00a0Girar la cabeza de una turbina para que se enfrente al viento que se aproxima con un ligero \u00e1ngulo, por ejemplo, cambia la direcci\u00f3n de la estela que produce y reduce la exposici\u00f3n de las turbinas detr\u00e1s de ella.\u00a0Si bien la estrategia puede reducir ligeramente la producci\u00f3n de las turbinas delanteras, ya que no se enfrentan al viento completamente de frente, aumenta la producci\u00f3n de las turbinas traseras y el resultado es una ganancia neta en la producci\u00f3n de electricidad.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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La cantidad exacta de energ\u00eda que se gana depende de factores como el dise\u00f1o de la granja y las condiciones del viento del sitio.\u00a0Sin embargo, cuando se prob\u00f3 en una granja comercial en India, el algoritmo aument\u00f3 la producci\u00f3n de energ\u00eda entre un 1 y un 3 por ciento, dependiendo de la velocidad del viento, lo que equivaldr\u00eda a\u00a0alimentar 3 millones de hogares<\/a>\u00a0si el software se implementara en las granjas existentes en el mundo. estiman los autores del estudio.<\/span><\/p>\n

Y llegar a ese punto no es tan descabellado como puede parecer.\u00a0Uno de los beneficios del enfoque es su potencial de escalabilidad en el mundo real.\u00a0\u201cPor lo general, para aumentar la unidad de producci\u00f3n, es necesario colocar un rotor m\u00e1s grande o un generador m\u00e1s potente, o cambiar parte del hardware\u201d, dice Xavi Vives, ingeniero de control del fabricante de turbinas e\u00f3licas Siemens Gamesa.\u00a0(Vives no particip\u00f3 en el estudio, aunque el personal de Siemens Gamesa form\u00f3 parte de la investigaci\u00f3n). \u201cPero esto es software puro, por lo que es muy prometedor a un costo muy bajo\u201d.<\/span><\/p>\n

Para Varun Sivaram, uno de los coautores del estudio, quien en ese momento se desempe\u00f1aba como director de tecnolog\u00eda en\u00a0ReNew Power<\/a>\u00a0, la compa\u00f1\u00eda de energ\u00eda renovable l\u00edder en India, probar la tecnolog\u00eda en India tambi\u00e9n fue importante.\u00a0\u201cQuer\u00eda encontrar una manera de traducir una tecnolog\u00eda de la escala de laboratorio a un experimento del mundo real.\u00a0Y tambi\u00e9n quer\u00eda hacerlo en una econom\u00eda emergente porque ah\u00ed es donde la verdadera necesidad est\u00e1 de soluciones de energ\u00eda limpia, en estas econom\u00edas emergentes donde la demanda de energ\u00eda est\u00e1 creciendo\u201d, dice.<\/span><\/p>\n

Adem\u00e1s de aumentar la potencia de salida de las turbinas, el algoritmo tambi\u00e9n podr\u00eda ayudar a los parques e\u00f3licos al extender la vida \u00fatil de las turbinas y reducir el desgaste que puede disminuir su producci\u00f3n con el tiempo.\u00a0“Creo que la conclusi\u00f3n m\u00e1s importante de su estudio es que si puede igualar las cargas, si realmente puede dejar pasar m\u00e1s viento a las turbinas posteriores, reducir\u00e1 el desgaste de la primera turbina”, dice Mark. Z. Jacobson, profesor de ingenier\u00eda civil y ambiental en la Universidad de Stanford.\u00a0Vives est\u00e1 de acuerdo: “Cuanto mayor sea la turbulencia, mayor ser\u00e1 el desgaste… si puede reducir o desviar la estela, entonces tambi\u00e9n est\u00e1 dando m\u00e1s holgura a las turbinas para que puedan operar por m\u00e1s tiempo”.<\/span><\/p>\n

Si bien el estudio se ha mostrado prometedor, Jacobson cree que se necesitan m\u00e1s experimentos antes de que se pueda implementar el software, ya que la prueba inicial se centr\u00f3 en una configuraci\u00f3n que involucraba tres turbinas en condiciones espec\u00edficas.\u00a0En realidad, existen infinitas configuraciones potenciales de turbinas, velocidades del viento y topograf\u00edas, explica.\u00a0\u201cCreo que necesitan probar configuraciones m\u00e1s complejas y tratar de encontrar reglas generales que sean aplicables independientemente de la configuraci\u00f3n\u201d, dice.\u00a0\u201cNo desea intentar optimizar cada turbina y granja\u201d.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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A medida que aumenta la energ\u00eda e\u00f3lica, Sivaram cree que se necesitar\u00e1n algoritmos como este para generar la mayor cantidad de electricidad posible.\u00a0Los terrenos ideales para los parques e\u00f3licos requieren circunstancias espec\u00edficas: lugares con velocidades de viento realmente r\u00e1pidas y mucho terreno para colocar turbinas separadas entre s\u00ed.\u00a0Es probable que en el futuro las turbinas se coloquen juntas a medida que la tierra est\u00e9 menos disponible.<\/span><\/p>\n

Los sitios e\u00f3licos marinos pueden ayudar a sortear este desaf\u00edo y pueden usar turbinas que son m\u00e1s altas y m\u00e1s grandes, lo que permite capturar m\u00e1s energ\u00eda.\u00a0Pero la ampliaci\u00f3n vuelve a encender el problema de la estela, “porque las interacciones entre las turbinas aumentan con el di\u00e1metro del rotor”, dice Howland.\u00a0Para que las turbinas en alta mar, con sus enormes palas, eliminen por completo las interacciones de estela, ser\u00eda necesario colocar las turbinas a varios kil\u00f3metros de distancia, dice.\u00a0Esto aumenta el precio de arrendar el \u00e1rea para la granja y construir las l\u00edneas de transmisi\u00f3n que conectan las turbinas entre s\u00ed y con la red.\u00a0Usar un algoritmo para aumentar la eficiencia cuando las turbinas est\u00e1n m\u00e1s juntas podr\u00eda ser una mejor alternativa.<\/span><\/p>\n

Por supuesto, valdr\u00e1 la pena encontrar soluciones a este tipo de problemas.\u00a0La energ\u00eda e\u00f3lica y solar son algunas de nuestras\u00a0fuentes de energ\u00eda m\u00e1s seguras y limpias<\/a>\u00a0, y tambi\u00e9n son “probablemente nuestras principales herramientas para alcanzar el cero neto”, dice Sivaram, quien ahora se desempe\u00f1a como asesor principal de John Kerry, el enviado presidencial especial de EE. UU. para el clima.\u00a0Las fuentes de energ\u00eda verde deben optimizarse porque, a medida que pasen los a\u00f1os, dependeremos cada vez m\u00e1s de ellas, no solo para nuestras necesidades de energ\u00eda tradicionales, explica Sivaram, sino tambi\u00e9n para alimentar veh\u00edculos el\u00e9ctricos, industrias que se pasan a la electrificaci\u00f3n y tecnolog\u00edas. en los que podr\u00edamos llegar a confiar, como la captura de carbono o la desalinizaci\u00f3n del agua.<\/span><\/p>\n

En el futuro, las energ\u00edas renovables “producir\u00e1n la mayor parte de la electricidad del mundo”, dice Sivaram, por lo que “cada peque\u00f1a cantidad de energ\u00eda que pueda obtener de la energ\u00eda solar y e\u00f3lica cuenta”.<\/span><\/p>\n

Fuente:<\/p>\n

Ortiz, M. P. (2022, 15 septiembre). Teaching \u2018Selfish\u2019 Wind Turbines to Share Can Boost Productivity<\/i>. WIRED UK. Recuperado 20 de septiembre de 2022, de https:\/\/www.wired.co.uk\/article\/wind-turbine-efficiency-algorithm<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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