Los aeropuertos regionales de EEUU podrían reforzar la seguridad y la adaptabilidad de la red y convertirse en nodos energéticos

Entre las flotas de vehículos de alquiler y los equipos de apoyo en tierra, la demanda de electricidad en los aeropuertos estadounidenses podría quintuplicarse en los próximos 20 años.

Los aeropuertos regionales y de aviación general más pequeños, que a menudo cuentan con conexiones eléctricas rurales sencillas, forman parte de este crecimiento vertiginoso. Se avecinan importantes inversiones en electricidad aeroportuaria, por no hablar de las aeronaves eléctricas alimentadas por baterías, que requieren un suministro considerable de energía en tierra.

Con 30 años de toma de decisiones en el aire, investigadores del NREL, un laboratorio nacional del Departamento de Energía de EEUU, utilizan la plataforma de Investigación Avanzada sobre Sistemas Integrados de Energía (ARIES) y otras capacidades para analizar las opciones energéticas para aeropuertos, empresas de servicios públicos y organismos reguladores públicos. En muchos casos, encuentran una solución beneficiosa para todos: la generación y el almacenamiento de energía in situ.

Energía en el sitio para compensar costos

Para cualquier empresa de servicios públicos, quintuplicar su infraestructura eléctrica es una tarea ardua. Añadir nueva generación, líneas y subestaciones se convierte rápidamente en un proyecto costoso, especialmente con el presupuesto de un aeropuerto regional. Pero los investigadores del NREL afirman que podría haber una mejor solución.

“Los aeropuertos, que suelen ser entidades públicas, están analizando si habrá suficiente demanda para financiar la infraestructura”, afirmó Scott Cary , gerente de proyectos de puertos y aeropuertos del NREL. “Para compensar parte de ese costo y aumentar la resiliencia, parte de esa conversación debería ser: '¿Qué deberíamos generar localmente?'”.

La energía local proveniente de recursos energéticos distribuidos puede reducir los costos operativos al permitir que los aeropuertos vendan electricidad a la red. Pero quizás más importante para los aeropuertos regionales, estos recursos locales pueden constituir una fuente local de estabilidad y respaldo energético: pueden formar nodos energéticos

“Muchos de nuestros aeropuertos pequeños y rurales cuentan con terrenos disponibles. Una distribución rentable de recursos energéticos podría abastecer todas las cargas y la mayoría de las cargas de carga del aeropuerto. Esto podría generar ingresos y, al mismo tiempo, mejorar la fiabilidad energética de la región”, afirmó Cary.

Esta propuesta de valor podría resonar entre los actores del sector de la aviación, pero algunos podrían considerarla una apuesta arriesgada. Por ello, el NREL y la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) están evaluando los costos, las políticas y las operaciones en una actividad de investigación denominada " Aeropuertos como Nodos Energéticos" (ÆNodes). A partir de dos aeropuertos asociados, el equipo de investigación construirá un modelo de investigación repetible para los otros 5000 aeropuertos de aviación regional y general de EEUU, con el fin de explorar sus horizontes energéticos.

Respuestas exactas al aumento de la demanda energética en los aeropuertos

Para comprender cómo los aeropuertos de aviación regional y general se convertirán en nodos energéticos, investigadores de la NASA y el NREL simularon miles de itinerarios de vuelo hipotéticos en los que aeronaves eléctricas ofrecen servicios de corta distancia para rutas de alta demanda en relación con el tráfico actual. Estos resultados proporcionaron una base conceptual sobre las necesidades y opciones de electricidad, lo que permitió la siguiente etapa de la investigación: replicar los sistemas de energía de aeropuertos asociados, como el Aeropuerto Regional de Winchester en Virginia y el Aeropuerto Tweed New Haven en Connecticut.

Aeropuertos de todo Estados Unidos están planeando expansiones, incluido el Aeropuerto Tweed New Haven (plano ilustrado arriba), y ÆNodes les ayudará a evaluar las opciones eléctricas para convertirse en nodos energéticos. Imagen del Aeropuerto Tweed New Haven.

Primero, hemos pronosticado las cargas eléctricas y las hemos mapeado según la construcción típica de un aeropuerto regional. A continuación, analizaremos el sistema en coordinación con la compañía eléctrica y nos preguntaremos cómo podemos mejorarlo —dijo Cary—. ¿Dónde ubicamos los activos energéticos? ¿Qué ajustes se requieren en las políticas o la configuración del aeropuerto? Podemos evaluar estas cuestiones virtualmente con el hardware de energía en el circuito. Pronosticamos el comportamiento eléctrico para que las compañías eléctricas puedan ver que hay una manera de poner en funcionamiento esos activos de forma segura.

Los dos aeropuertos, que experimentan un crecimiento continuo, están ampliando sus servicios, incluyendo aeronaves electrificadas, y la experiencia y las capacidades de investigación del NREL generarán confianza en torno a estas audaces inversiones. Un desafío importante es demostrar a las empresas de servicios públicos que el plan eléctrico funcionará, y para ello, el NREL utilizará la plataforma ARIES.

Con datos de ambos aeropuertos y sus respectivas empresas de servicios públicos, los investigadores han modelado detalladamente los sistemas y las cargas eléctricas de los socios. Próximamente, traducirán esta información a hardware real de servicios públicos con ARIES, que podrán utilizar para emular flotas de carga de aeronaves eléctricas y equipos terrestres. Esto mostrará cómo los componentes de servicios públicos gestionan grandes cargas e interrupciones imprevistas. También mostrará cómo los sistemas eléctricos de los aeropuertos pueden configurarse para uso local: como fuente de energía de respaldo y como posible fuente de ingresos económicos.

ÆNodes busca facilitar la transición de los ecosistemas de aviación, servicios públicos y aeropuertos en general. Al analizar esto ahora, estamos identificando soluciones potenciales de forma proactiva para mejorar la resiliencia desde las perspectivas económica, energética y de transporte, afirmó Cary.

Prepárense para el despegue

Dada la armonía entre los aviones eléctricos y los vuelos de corta distancia, y los constantes avances en la tecnología aeronáutica, los próximos pasos en los aeropuertos podrían ser trascendentales. El NREL y la NASA quieren garantizar que quienes toman las decisiones en aviación tengan una visión clara de la pista.

“Las aeronaves eléctricas están en proceso de certificación; ahora es el momento de prepararse”, dijo Cary. “Existe un ciclo completo de adopción para implementar una red y adaptarla a la demanda que los aeropuertos esperan ver. El NREL puede ayudar a los aeropuertos a tomar esas decisiones eficazmente”.

Según el análisis del NREL, los aeropuertos pueden optimizar el valor de sus inversiones energéticas mediante la generación local de energía, como el almacenamiento en baterías, y el suministro de electricidad a la red local para reforzar su fiabilidad. Para hacer realidad esta visión de los aeropuertos como nodos energéticos, el NREL demostrará que las instalaciones eléctricas transformadoras son seguras y valiosas, y aprovechará los conocimientos adquiridos en su colaboración con la Administración Federal de Aviación (FAA) en torno a las aeronaves eléctricas.

ÆNodes se centra en todas las cargas de un aeropuerto. Llevamos los resultados de las emulaciones eléctricas a la compañía eléctrica y les decimos: "Aquí está la carga y, según tu sistema, puedes hacerlo de esta manera", dijo Cary. "Después, podemos aplicar el mismo modelo en todos los aeropuertos".