Perdigão, el proyecto que permite mejorar la eficiencia energética de los parques eólicos

Un grupo de científicos han publicado en el Boletín de la American Meteorological Society el primero de varios informes que describen los principales resultados que podrían ayudar a la industria eólica a mejorar las instalaciones de energía eólica con un método más eficiente y así aumentar la producción de energía renovable.

Los resultados del proyecto, llamado “Perdigão“, que se realizó en un parque de Vale do Cobrão, un valle en el este de Portugal, muestran que la velocidad y la dirección del viento, dependiendo de la altura de las turbinas eólicas difieren significativamente de las previsiones del clima estándar. Para ello, recogieron datos durante tres meses.

Esos pronósticos teóricos, en los que confían los operadores de aerogeneradores para diseñar el parque y saber dónde instalar cada máquina, son solo de entre un 40 y un 50% exactos con respecto a la producción anual de energía, lo que crea un desafío para la industria.

“Uno de los objetivos principales del proyecto Perdigão es mejorar los pronósticos y la posible planificación de la generación de las instalaciones de turbinas eólicas, tanto en términos de ubicación como de operación”, ha dicho Harindra Joseph Fernando, investigador principal del estudio y profesor en el Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental y Ciencias de la Tierra y el Departamento de Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de la Universidad de Notre Dame, “los flujos de viento son dirigidos sensiblemente por la topografía. Las montañas, la vegetación, los ríos y los arroyos determinan la velocidad y la dirección del viento, y lo que sucede es que en donde está ubicada la turbina es muy diferente de los pronósticos meteorológicos a macroescala“.

En general, los pronósticos de viento suelen realizarse con al menos seis horas de anticipación para que los operadores de la red eléctrica puedan equilibrar las cargas de manera efectiva.

El objetivo del proyecto es mejorar dichos pronósticos utilizando una combinación de técnicas, en particular mejorando los llamados modelos de microescala. Estos modelos capturan los detalles del flujo que rodea un aerogenerador con precisión fina y proporcionan vientos en puntos separados aproximadamente 100 metros aproximadamente (en comparación con decenas de kilómetros en los modelos de predicción del tiempo).

Función de ‘Perdigao’

La ubicación del estudio fue elegida en este valle de Portugal por su amplio terreno de colinas, pendientes, tierras de cultivo, vegetación, cañones y caudales de ríos. El terreno complejo representa la mayor parte de toda la superficie terrestre en la Tierra, una de las razones por las que los científicos desean comprender mejor cómo maximizar la captura de viento para las instalaciones de turbinas.

Tanto los Estados Unidos como la Unión Europea están trabajando para aumentar las cuotas de energía eólica de su respectivo consumo total de energía. En 2017, el 6,3% del total de la electricidad producida en EEUU provino de la generación eólica, mientras que la participación en la UE fue del 11,6%.

Según el Departamento de Energía de EEUU, las instalaciones eólicas a escala de las grandes eléctricas se han instalado en 41 estados, con posiblilidad de distribuir su generación en 50 estados, así como en Puerto Rico, Guam y las Islas Vírgenes de Estados Unidos.

“El proyecto Perdigão representó una verdadera colaboración internacional, que culminó en un proyecto con un número de instrumentos sin precedentes”, ha añadido Nick Anderson, director del programa de la División de Ciencias Atmosféricas y Geoespaciales de la Fundación Nacional de Ciencias, quien financió la investigación, “los investigadores han utilizado  los datos de campo durante décadas, y gracias a ello mejorarán los pronósticos de las condiciones del viento local que impactarán en las aplicaciones para la energía eólica, pero también para la extinción de incendios o la contaminación del aire”.

Además de la Fundación Nacional para la Ciencia, han proporcionado fondos para este proyectos el ERANET + de la Comisión Europea, la Agencia Danesa de Energía, el Ministerio Federal de Economía y Energía de Alemania, la Fundación Portuguesa para la Ciencia y la Tecnología y el Laboratorio de Investigación del Ejército de Estados Unidos.