Las turbinas eólicas en alta mar construidas de acuerdo con los estándares actuales pueden no ser capaces de resistir las poderosas ráfagas de un huracán de categoría 5, lo que crea un riesgo potencial para tales turbinas construidas en áreas propensas a huracanes, según muestra una nueva investigación dirigida por Boulder de la Universidad de Colorado
El estudio, que se realizó en colaboración con el Centro Nacional de Investigación Atmosférica en Boulder, Colorado y el Laboratorio Nacional de Energía Renovable del Departamento de Energía de los Estados Unidos en Golden, Colorado, destaca las limitaciones del diseño actual de la turbina y podría proporcionar orientación a los fabricantes yingenieros que buscan construir más turbinas resistentes a huracanes en el futuro.
El desarrollo de la energía eólica marina en los EE. UU. Se ha incrementado en los últimos años, con proyectos en consideración o ya en marcha en la mayoría de los estados costeros del Atlántico desde Maine hasta las Carolinas, así como en la costa oeste y los Grandes Lagos. La primera empresa de servicios públicos del paísparque eólico marino a gran escala, que consta de cinco turbinas, comenzó a operar comercialmente en diciembre de 2016 frente a la costa de Rhode Island.
Los estándares de diseño de turbinas están regidos por la Comisión Electrotécnica Internacional IEC. Para las turbinas en alta mar, no existen pautas específicas para los vientos huracanados. Sin embargo, las turbinas en alta mar pueden construirse más grandes que las terrestres, debido a la capacidad del fabricante paratransporte componentes moldeados más grandes como cuchillas a través de un carguero en lugar de hacerlo por tierra en tren o camión.
Para el estudio, los investigadores de CU Boulder se propusieron probar los límites del estándar de diseño existente. Debido a la falta de datos de observación sobre la altura de una turbina eólica, en su lugar utilizaron simulaciones de gran remolino para crear un poderoso huracán con uncomputadora.
"Queríamos entender el peor de los casos para las turbinas eólicas en alta mar y para los huracanes, esa es una categoría 5", dijo Rochelle Worsnop, investigadora graduada en el Departamento de Ciencias Atmosféricas y Oceánicas ATOC de CU Boulder y autora principal deel estudio.
Estas simulaciones únicas de alta resolución mostraron que, en condiciones de Categoría 5, las velocidades medias del viento cerca de la pared del ojo de la tormenta alcanzaron los 90 metros por segundo, muy por encima del umbral de 50 metros por segundo establecido por los estándares actuales.
"Se han observado velocidades de viento de esta magnitud en huracanes antes, pero solo en algunos casos, y estas observaciones a menudo se cuestionan debido a las condiciones peligrosas y las limitaciones de los instrumentos", dijo George Bryan de NCAR y coautor de"Al usar simulaciones de remolinos grandes, podemos mostrar cómo se pueden desarrollar esos vientos y dónde ocurren dentro de los huracanes".
Además, los estándares actuales no tienen en cuenta el viraje, una medida del cambio en la dirección del viento a través de un tramo vertical. En la simulación, la dirección del viento cambió hasta 55 grados entre la punta del rotor y su cubo, creando untensión potencialmente peligrosa en la cuchilla.
Los hallazgos podrían usarse para ayudar a los desarrolladores de parques eólicos a mejorar los estándares de diseño, así como para ayudar a las partes interesadas a tomar decisiones informadas sobre los costos, beneficios y riesgos de colocar turbinas en áreas propensas a huracanes.
"El estudio ayudará a informar las opciones de diseño antes de que el desarrollo de la energía eólica marina aumente en las regiones propensas a huracanes", dijo Worsnop, quien recibió fondos del Programa de Becas de Investigación para Graduados de la Fundación Nacional de Ciencias para realizar esta investigación. "Esperamos que esta investigaciónayudará a los fabricantes y desarrolladores de turbinas eólicas a aprovechar con éxito el recurso eólico increíblemente poderoso más allá de nuestras costas ".
"El éxito podría significar la construcción de turbinas que pueden sobrevivir a estas condiciones extremas, o al comprender el riesgo general para que los riesgos puedan mitigarse, tal vez con instrumentos financieros como los seguros", dijo la profesora Julie Lundquist de ATOC y Energía renovable y sostenible de CU BoulderInstitute RASEI, coautor del estudio. "La siguiente etapa de este trabajo sería evaluar con qué frecuencia estos vientos extremos impactarían un parque eólico marino en la costa atlántica durante la vida útil de 20 a 30 años de duración.un parque eólico típico "
Los hallazgos se publicaron recientemente en línea en la revista Cartas de investigación geofísica , una publicación de la American Geophysical Union.
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Materiales proporcionado por Universidad de Colorado en Boulder . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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