SOLUCIONES al CAMBIO CLIMATICO: Reinventando los aerogeneradores-

 

El aerogenerador de eje vertical Darrieus tiene un centro de gravedad más bajo y puede pesar menos que un aerogenerador tradicional. Brandon Ennis, director técnico de energía eólica marina de Sandia National Laboratories, tuvo una idea radicalmente nueva para los aerogeneradores marinos: una turbina sin torre con palas tensadas como un arco.

Este diseño permitiría colocar el enorme generador más cerca del agua, en lugar de en la cima de una torre a 150 m de altura. Esto hace que la turbina sea menos pesada y reduce el tamaño y el coste de la plataforma flotante necesaria para mantenerla a flote. Sandia presentó una solicitud de patente para el diseño en 2020.

Sin embargo, antes de poder poner en marcha su idea, el equipo necesitaba construir un software capaz de modelar la respuesta de la turbina y la plataforma flotante a diferentes condiciones de viento y mar para determinar el diseño óptimo de todo el sistema.

Ahora, el equipo de Sandia dispone de una herramienta de diseño funcional, y puede empezar a diseñar y optimizar su sistema de turbina eólica flotante más ligera.

Turbinas más ligeras y baratas para la eólica marina.

Gran parte de la energía eólica marina sopla en aguas con grandes profundidades.

A esas profundidades, sería muy caro construir las estructuras de soporte rígidas que suelen utilizar los aerogeneradores.

Sin embargo, las turbinas eólicas que pueden flotar sobre el fondo del mar podrían desempeñar un papel importante en la diversificación de nuestras fuentes de energía renovable y en la mejora de la estabilidad de la red a medida que las ciudades y los estados se acercan a la consecución de sus objetivos de emisiones netas cero.

Sin embargo, la energía eólica marina flotante conlleva sus propios retos. Principalmente, es muy caro sostener las turbinas eólicas y mantenerlas cuando están en el mar.

La cuestión es cómo eliminar peso y el coste del sistema al tiempo que se maximiza la captación de energía. La mayoría de los aerogeneradores actuales se basan en una torre alta con tres palas que hacen girar un eje horizontal que acciona un generador situado detrás de las palas en la góndola de la turbina, la caja situada en la parte superior de la turbina que contiene el rotor y otros componentes importantes. Pero ésa no es la única forma de diseñar una turbina eólica. Algunas turbinas tienen dos o más palas apoyadas en un eje vertical con un generador debajo de las palas.

Este diseño, llamado turbina eólica de eje vertical Darrieus, tiene un centro de gravedad más bajo y puede pesar menos que una turbina eólica tradicional, pero uno de sus principales retos es que es difícil proteger la turbina de los vientos extremos.

En los aerogeneradores tradicionales de eje horizontal, las palas pueden girar lejos de los vientos intensos y dañinos, pero el diseño de Darrieus capta el viento de todas las direcciones. El diseño de Sandia sustituye la torre vertical central por cables tensores. Estos cables pueden acortarse o alargarse para ajustarse a las condiciones cambiantes del viento y maximizar la captación de energía a la vez que se controla la tensión. Además, la sustitución del eje por cables reduce aún más el peso de la turbina, lo que permite que la plataforma flotante sea aún más pequeña y menos costosa.