Nuevos aires en la energía eólica: Generadores de Vórtices

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Jon Valdivielso.
Jon Valdivielso.

Con cada aparición de nuevos modelos de aerogeneradores en el mercado, la industria eólica ha intentado lograr mayor producción energética asociada a unos costes cada vez más bajos, como corresponde a una estructura madura pero aún en fase de crecimiento. Como resultado de estos avances, los costes de la energía eólica se han reducido en torno al 60% en los últimos 5 años, siendo actualmente el método más barato de producir energía por MWh a nivel mundial, título que se disputa, sobre todo durante este último año, con la energía solar.

La mayor parte de la culpa, o mejor dicho el mérito, lo tienen las mejoras en cuanto a diseño, materiales y cadena de suministro de componentes y recambios. Otro parte podría decirse que es mérito de la añeja industria aeroespacial, la cual continúa proporcionando gran cantidad de diseños, ejemplos en cuanto a materiales de fabricación y operación de grandes rotores, entre otros.

Entre estas cesiones destaca la reciente introducción al mundo eólico de los generadores de vórtices (también llamados vortex generator o VGs). Estos sistemas, que se componen de poco más que un material plástico de alta tecnología, heredado de la aerodinámica automovilística y aeronáutica, con forma de cuchilla bien afilada, situados de manera par, de forma enfrentada y apenas un par de centímetros de elevación, son capaces de compensar las pérdidas en la aerodinámica de los molinos, producidas debido al desgaste por erosión, paso del tiempo y condiciones ambientales, de manera que, generando unas pequeñas turbulencias al paso del viento, consiguen disminuir la presión de este a su paso por la pala, adhiriendo de nuevo la capa límite y mejorando la eficiencia de los mismos.

Estos efectos son aún más notorios en la zona de la raíz de la pala, donde compensan la forma casi redonda y poco aerodinámica que los diseñadores, no tienen de momento más remedio que seguir utilizando en los aerogeneradores.

A menor velocidad de viento, mayor compensación energética

En aviación es sabido desde hace tiempo que los aviones cuyas alas están equipadas con VG´s, alcanzan velocidades más lentas antes de detenerse, debido a que aumentan ligeramente la fuerza de elevación. Las palas de los aerogeneradores operan de forma similar, rigiéndose por los mismos principios que aquellas, solo que esta vez lo hacen en forma circular, transmitiendo la fuerza de giro al eje principal del molino. Estos efectos son incluso mayores a velocidades bajas de aire, cuando el extremo afilado de la pala se encuentra más pronunciadamente inclinado respecto al viento.

De la misma manera, los efectos de los generadores de vórtices aumentan la productividad de una turbina eólica de manera exponencial durante las velocidades de viento medias y bajas, coincidiendo además con los tipos de viento imperantes en gran cantidad de parques del continente europeo.

Reacondicionado de los modelos antiguos

Actualmente, una parte significativa de las nuevas palas vienen equipadas de fábrica con vortex generators instalados en sus bordes de ataque, esto es para compensar la progresiva pérdida de eficiencia aerodinámica desde el minuto uno, logrando que la curva de potencia decaiga de manera más contenida y veamos una menor caída en la producción.

El resto de turbinas con palas no tan modernas deben recurrir a proveedores independientes que instalan esto tipo de reacondicionamientos.

Por ejemplo, UpWind Solutions empresa líder en América, presume de haber instalado más de 25.000VGs en territorio americano, arrojando un aumento medio en la producción anual de energía del 2,2% para el modelo GE 1.5MW.

En el mercado Europeo tenemos empresas como 3M o Power Curve que aliado con Liftra realizan estos servicios de “retrofit”.

De la experiencia de todos ellos ahora sabemos que, la parte de vital importancia a la hora de instalar las piezas, es saber el lugar exacto donde la capa límite se desprende, de esta manera es como mejoramos sustancialmente nuestro porcentaje de mejora en la producción de energía. Para este menester, Power Curve se ha apuntado un tanto con respecto a sus competidores aliándose con la Universidad Técnica de Dinamarca (RISO DTU), quizá la que reúne a los mayores expertos a nivel mundial sobre eficiencia aerodinámica y que son quienes realizan el estudio previo a la colocación de la solución de vortex generator, mientras que 3M utiliza un sistema muy visual que consiste en colocar pequeñas ventosas con unos trozos de plástico colgando, que indican donde situar los generadores.

Los tecnólogos también se han dado cuenta de los beneficios de instalar VG en sus máquinas, de hecho, Siemens añadió estas soluciones en uno de sus proyectos eólicos Offshore de 630Mw en London Array, arrojando unas mejoras en la producción de en torno a un 1,5%. LM ofrece desde hace 2 años en sus palas salidas de fábrica los generadores ya instalados y GE tiene diseñados vortex de algunos de sus modelos más famosos.

Jon Valdivielso es Communication Manager de Liftra.

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