La loca carrera de la eólica por el tamaño: EEUU trabaja en una turbina de 50 MW, más alta que el Empire State

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Ver para creer. Estas son sus señas de identidad: 500 metros de alto, 200 metros por aspa y una capacidad de 50 megavatios. El proyecto SUMR (Segmented Ultralight Morphing Rotor) de la Universidad de Virginia aún está en desarrollo, pero da las claves de hacia dónde va la energía eólica: hacia la construcción de turbinas eólicas cada vez más grandes.

Y tiene bastante sentido, ya que los rotores segmentados ultraligeros permiten turbinas eólicas de 50 megavatios que pueden reducir los costos energéticos off-shore en un 50%. Porque el gran reto de las energías renovables es mejorar su precio, su capacidad de producción y su eficiencia. En el caso de la energía eólica eso pasa por crear turbinas más grandes. Y así se ha venido haciendo desde hace más de 20 años.

Hace unos días, El Periódico de la Energía informaba sobre la carrera por sacar al mercado la turbina eólica más grande y cómo la danesa Vestas, mayor fabricante mundial, ha sacado a la luz un nuevo prototipo de 9.5 MW, que le ha permitido coger ventaja sobre el resto de competidores.

Y es que, si se quiere aprovechar al máximo los vientos marinos más constantes y potentes, se necesitan turbinas más altas y con mayor “área de barrido” (el área circular cubierta por las aspas). De hecho, como comentan en el número de julio de Wind Energy, la relación no es lineal: si la longitud del aspa se dobla, la capacidad puede crecer hasta cuatro veces.

La investigación y el diseño de las nuevas palas de aerogeneradores ha sido llevada a cabo por los Laboratorios Nacionales Sandia, un laboratorio multiprograma operado por Sandia Corporation, subsidiaria de Lockheed Martin Corp., para el Departamento de Energía (DOE) de Estados Unidos.

Según Sandia, se enfrentan al reto de diseñar a bajo costo una turbina eólica marina de 50 MW con palas de más de 650 pies o 200 metros de longitud, extensión que supone dos veces y media más que cualquier pala de aerogenerador existente.

Todd Griffith, diseñador jefe del proyecto de Sandia, muestra una sección transversal de una pala a escala. FOTO: Sandia NL
Todd Griffith, diseñador jefe del proyecto de Sandia, muestra una sección transversal de una pala a escala. FOTO: Sandia NL

“Las turbinas aprovechan las economías de escala”, dijo Todd Griffith, diseñador jefe de la pala del proyecto y director técnico del Programa de Energía Eólica Marina de Sandia. Sandia ha estado trabajando en los diseños de aerogeneradores desde hace un tiempo – incluyendo sistemas de 13 MW que utilizan cuchillas de 100 metros, que son la base del nuevo diseño de la turbina (SUMR por sus siglas en inglés) de 50 MW de potencia.

El equipo está dirigido por la Universidad de Virginia e incluye a los investigadores de Sandia, la Universidad de Illinois, la Universidad de Colorado, la Escuela de Minas de Colorado y el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL). Otros socios asesores que participan en el proyecto son Dominion Resources, General Electric Co., Siemens y Vestas Wind Systems.

La hoja de 100 metros de Sandia es la base para la SUMR, una turbina eólica marina de 50 MW de bajo coste, en la que los investigadores de la Universidad de Virginia están trabajando con estructuras que doblan a las mayores turbinas actuales y que superan en altura a edificios como el Empire State Building.

Esta turbina tiene, además, algunos cambios notables. En lugar de tres cuchillas tiene dos situadas en la parte de atrás de la turbina. Habitualmente, menos cuchillas harían a la turbina menos eficiente, pero los cálculos del equipo muestran que el nuevo diseño permite equilibrar eficiencia, peso estructural y costes.

Diseño de la turbina de 50 MW de SandiaAdemás, están pensadas para situarse a más de 80 km de la costa donde los vientos son más intensos. Tan intensos que es aquí donde el proyecto SUMR presenta su mayor innovación: las aspas son flexibles. Para diseñarlas se han inspirado en las palmeras (ver dibujo) y según sus cálculos podrían soportar vientos superiores a 253 kilómetros.

No obstante, aún quedan muchos problemas que resolver antes de poner en marcha la primera turbina. La mayor parte de ellos se deben a su construcción real (levantar una mole de 500 metros de altura a 80 km de la costa no tiene nada de sencillo). En los próximos dos años, el equipo de SUMR va a ir construyendo prototipos cada vez más grandes para poner en prueba una tecnología eólica que, si triunfa, revolucionará el mundo de la energía renovable.

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