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Las turbinas eólicas que resisten las peores tormentas del mundo

Aunque la turbina de Shimizu puede parecer impresionante, de hecho es eclipsada por las turbinas de hélice convencionales. Las palas de las turbinas de hélice convencionales en Japón suelen alcanzar los 40 m con una altura de torre de casi 80 m. Las turbinas convencionales en Hokkaido, por ejemplo, tienen una potencia máxima de 3 megavatios (MW). La turbina eólica Challenergy, por el contrario, genera actualmente 10KW (o 0.01MW). Pero Shimizu planea mejorar su turbina para alcanzar los 100KW, lo que requeriría una turbina de alrededor de 50 metros de altura.

Si bien es posible que nunca sean tan eficientes como las turbinas convencionales, el atractivo de estas estructuras en forma de batidor es su robustez. La versión de 10KW, instalada en Ishigaki, Okinawa, ya registró su primera generación de electricidad durante un tifón, que Challenergy cree que es una primicia mundial. En octubre de 2019, Ishigaki escapó del tifón Hagibis, pero una tormenta más pequeña, el tifón Mitag, azotó la isla. Los sensores de Challenergy registraron una velocidad máxima del viento de 43 a 45 m / s (metros por segundo) durante la tormenta. Su unidad puede sobrevivir a 70 m / s (156 mph) pero tiene un límite operativo superior de 40 m / s (89 mph). Para poner esto en perspectiva, el tifón Hagibis tenía vientos sostenidos de 10 minutos de 120 mph y vientos sostenidos de un minuto de 160 mph, lo que significa que solo el pico de los tifones más grandes representaría una amenaza para la turbina.

La mayoría de las turbinas de hélice tienen hoy un límite de funcionamiento de alrededor de 20-30 m / s (44-67 mph). Alex Byrne, ingeniero principal de DNV GL, una empresa de consultoría energética internacional con sede en Noruega y que se especializa en energía eólica, dice que esta es una decisión de diseño. “Si un diseñador de turbinas decidiera hacerlo, también podría diseñar una turbina para operar hasta 40 m / s. Pero tiene más sentido económicamente para la mayoría de los sitios que están apuntando con sus turbinas para diseñarlo para una velocidad de viento de corte más baja ”, dice ella.

Manteniendo las luces encendidas

En muchos lugares del mundo donde las turbinas están activas, puede haber vientos de 25 m / so más solo unas pocas horas al año. Para tales sitios, no tiene sentido crear turbinas muy fuertes. “Challenergy tiene como objetivo una aplicación a la que no se dirigen las turbinas eólicas modernas. Esto no es ni bueno ni malo, solo significa que Challenergy necesita asegurarse de que la economía funcione para su aplicación ”, dice Byrne.

Las turbinas de Challenergy tienen un precio de $ 250,000 (£ 190,000), lo cual es caro considerando que las pequeñas turbinas eólicas de hélice estándar de potencia comparable suelen costar decenas de miles de dólares. Las turbinas eólicas comerciales grandes cuestan más de $ 2 millones (£ 1,5 millones), pero como generan megavatios de energía, tienden a ser más económicas a largo plazo.

Kobayashi está de acuerdo en que la velocidad promedio del viento para un sitio es muy importante para determinar qué tipo de turbina tiene sentido financiero. Para los sitios que experimentan altas velocidades del viento solo muy ocasionalmente, las turbinas de Challenergy serían un caso costoso de ingeniería excesiva. Sin embargo, si la turbina eólica puede generar electricidad durante más tiempo, cuando otras turbinas pueden no estar operativas debido a las altas velocidades del viento o la turbulencia, entonces esta turbina podría funcionar por sí sola.

Filipinas, el país más propenso a los tifones en Asia, podría ser un buen sitio para estas robustas turbinas también por otras razones. En muchas áreas de Filipinas, los generadores diésel a pequeña escala son comunes, pero el envío de diésel a través del archipiélago aumenta los costos, especialmente para islas más remotas, lo que hace que las alternativas renovables sean más atractivas. Los gobiernos locales de Filipinas se han comprometido a comprar siete de las turbinas de Challenergy, que formarán parte de una serie de micro-redes.

Estas microrredes incorporarán tecnología solar, así como el aerogenerador de Challenergy, que cargará baterías, junto con generadores diésel. En un contexto de micro-redes, Byrne dice que una turbina pequeña, robusta y altamente confiable podría ser una muy buena aplicación de la tecnología. “La confiabilidad y el costo de capital de la energía anual generada serán la principal preocupación”, dice Bryne. «Si [Shimizu’s] Las afirmaciones de alta confiabilidad y alto factor de capacidad son ciertas, entonces podría ser bastante convincente «.

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