¿Por qué algunas turbinas eólicas giran mientras otras cercanas se detienen?

May 30, 2023

Los parques eólicos son cada vez más comunes en Indiana. El estado ya cuenta con la cuarta "granja" más grande de los EE. UU. y produce casi 3500 megavatios de energía eólica, con más en el horizonte.

Los imponentes molinos de viento que se elevan hasta el cielo producen un poco más del 9% de toda la electricidad utilizada en el estado. Eso es suficiente para alimentar a más de 1 millón de hogares, según la Asociación Estadounidense de Energía Limpia.

Con más proyectos en proceso que producirán otros 302 megavatios y un puñado de proyectos de ley propuestos en esta sesión de la Asamblea General, es probable que la energía eólica continúe creciendo en todo el estado. Y con la creciente presencia de los conspicuos generadores de energía surge cierta curiosidad.

Entonces, para esta edición de Scrub Hub, usamos nuestro confiable formulario de envío y elegimos una pregunta de Teresa, quien preguntó: ¿Por qué las turbinas eólicas no giran en este momento?

Es posible que las aspas de las turbinas eólicas alcancen velocidades de hasta 200 mph, por lo que puede parecer extraño cuando algunas giran muy rápido mientras que las aspas de otras cercanas no se mueven.

Indagamos en algunos informes estatales, federales y de la industria y contactamos a expertos académicos en tecnología energética para determinar por qué algunas turbinas en un parque eólico giran mientras que otras permanecen inmóviles.

Las turbinas eólicas, como todas las máquinas, necesitan mantenimiento tanto programado como no programado. En algunos casos eso explica por qué algunos están operando pero no otros.

Los componentes básicos de una turbina eólica son la torre visible y las palas del rotor, así como la caja de cambios y el generador ubicados en la parte superior de la torre.

El mantenimiento programado ayuda a evitar el desgaste de las piezas rotas y el mantenimiento no programado se produce cuando la turbina experimenta una serie de fallas.

El mantenimiento preventivo regular puede incluir la inspección periódica del equipo, los cambios de aceite y filtro, la calibración y el ajuste de varias piezas, así como el reemplazo de las pastillas y los sellos de los frenos. El mantenimiento general y la limpieza de las palas también pueden evitar temporalmente que una turbina gire.

En los parques eólicos más grandes, varias turbinas en un circuito pueden no funcionar y no girar porque todas están fuera de servicio por mantenimiento, dijo John Roudebush, presidente del programa de Tecnología Energética de Ivy Tech College.

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La transmisión de energía en Indiana se realiza a través del Operador de Sistema Independiente de Midcontinent, comúnmente conocido como MISO. El grupo gestiona el flujo de electricidad equilibrando la demanda con lo que se genera, lo que significa que hay momentos en los que se produce un exceso de electricidad.

"(A veces) no necesitamos la energía porque la demanda ha disminuido u otra planta de energía está vendiendo energía a los clientes", escribió Roudebush en un correo electrónico. "Las plantas de energía compiten en la red. Una planta de carbón, una planta de gas natural o un parque eólico ofertarán para vender energía durante algún momento del día y MISO elegirá la oferta más barata del día. En general, el viento es el más barato pero no siempre."

John Hall, profesor asistente de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Buffalo, centra su investigación en los aspectos técnicos de la energía eólica. Si bien algunas turbinas eólicas funcionarán normalmente, dijo que otras pueden detenerse para igualar la producción con la demanda de la red.

"Básicamente, tienes a la empresa de servicios públicos distribuyendo energía y comprando y vendiendo en tiempo real", dijo Hall. "Según la cantidad que necesitan, los parques eólicos apagarían las turbinas en consecuencia".

La industria llama a una turbina eólica que no gira "estacionada", dijo Hall, y esto se hace con un sistema de frenado que mantiene el rotor en su lugar. Una vez que aumenta la demanda de energía, se suelta el freno y casi de inmediato la turbina comienza a entregar electricidad a la red nuevamente.

Otra respuesta obvia a por qué las turbinas pueden no estar girando es que la velocidad del viento no es lo suficientemente alta.

Generalmente, las turbinas pueden generar energía con velocidades del viento tan bajas como 5 mph. Si las velocidades caen por debajo de eso, simplemente no hay suficiente para girar las aspas, a veces masivas.

Por otro lado, el viento demasiado rápido puede causar daños a las turbinas, por lo que los operadores de parques eólicos estacionarán los rotores hasta que el viento se calme. Las turbinas generalmente se apagan cuando la velocidad del viento alcanza las 55 mph.

“El sistema no está diseñado para eso, así que lo apagaron”, dijo Hall. "Eso está bien porque rara vez tenemos vientos a esa velocidad, y no valdría la pena diseñar para eso en los pocos casos".

Para ayudar a mejorar la eficiencia de los parques eólicos, Hall dijo que almacenar el exceso de energía es un área de investigación enorme en este momento.

"Hay estudios sobre nueva tecnología de baterías y supercondensadores y diferentes formas de solucionar ese problema", dijo Hall.

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Otra solución para almacenar el exceso de electricidad es fabricar hidrógeno, dijo Hall. Los operadores de parques eólicos podrían crear hidrógeno y almacenarlo para usarlo más tarde cuando aumente la demanda de la red.

Si bien las plantas de combustibles fósiles pueden responder mejor a la oferta y demanda de electricidad en constante movimiento, Hall dijo que el futuro depende de las energías renovables.

"Si la gente está preocupada por el clima y quiere un futuro mejor para la próxima generación y todo eso, las energías renovables como la eólica, la hidroeléctrica y la mareomotriz no son solo fuentes de energía, sino vitales para nuestra existencia", dijo Hall.

Karl Schneider es reportero ambiental de IndyStar. Puede comunicarse con él en [email protected]. Síguelo en Twitter @karlstartswithk

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