Sobre la medición del viento

Hoy los nuevos modelos de turbinas de gran tamaño y las mediciones convencionales de la velocidad del viento con mástiles meteorológicos no son factibles debido a su coste y a sus planteamientos técnicos. Por ello, investigadores de la Cátedra de Energía Eólica (SWE) en la Universidad de Stuttgart están trabajando con investigadores de la Universidad de Oldenburgo en una técnica alternativa de sensores remotos.

Sobre la medición del viento
Esquema de las características de la medición del viento con una técnica de sensor remoto sobre un eje. Figura: SWE.

La energía eólica se considera hoy la fuente más importante de energía renovable. El funcionamiento óptimo de la última generación de turbinas eólicas de gran tamaño es posible gracias a la medición fiable de las características de entrada del viento. La experiencia ha demostrado que la estimación precisa de la generación de energía basada en la velocidad del viento constituye un desafío.

La tecnología LIDAR (Detección y Medición de Luz) está siendo desarrollada y sometida a pruebas para su aplicación en la energía eólica. Esta técnica de medición basada en láser realiza mediciones de campos eólicos de una forma más flexible y económica. En la actualidad, LIDAR es el mejor candidato para sustituir a las mediciones del viento basadas en los mástiles meteorológicos empleadas en los cálculos de las curvas de potencia para los parques eólicos en mar abierto.

Los sistemas LIDAR detectan la velocidad y la dirección del viento basándose en el retraso temporal del haz de láser reflejado por aerosoles en el aire. Esta tecnología se ha utilizado durante décadas, principalmente en investigaciones atmosféricas. En los últimos años, la industria de la energía eólica ha visto las ventajas de esta tecnología aplicada a las mediciones los campos eólicos. El presente proyecto de investigación pretende seguir desarrollando la tecnología LIDAR para sus aplicaciones en la energía eólica. El objetivo es establecer esta técnica de medición como un estándar de calidad para las mediciones de campos eólicos, con la resolución espacial y temporal que la industria eólica necesita.

La investigación se concentra en dos aspectos principales, en concreto, en la evaluación de la curva de potencia y en la medición del campo eólico desde la góndola. El primero trata de planteamientos con base en tierra que sustituyan los anemómetros convencionales que se montan en un mástil meteorológico. El segundo se centra en el desarrollo y la verificación de planteamientos basados en la góndola para medir la entrada de viento y la estela de los campos eólicos. Junto con las mediciones, también se desarrollan y se someten a pruebas estrategias de control y modelos de estela lejana.

La SWE coordina a un grupo de colaboradores que están evaluando un sistema LIDAR comercial suministrado por Leosphere®. El centro de investigación ForWind en la Universidad de Oldenburgo va a trabajar en nuevos métodos para la estimación de una curva de potencia inestable. El Centro Aeroespacial Alemán (DLR) aporta su experiencia en el uso de LIDAR para la investigación atmosférica y de estelas de aviones.

Las mediciones de la curva de potencia se realizan en un prototipo de turbina eólica tierra adentro de cinco megawattios (5MW) que pertenece a Multibrid GmbH en Bremerhaven. En este centro, SWE desarrolla las mediciones en un mástil meteorológico de 102 m. El Instituto Alemán de la Energía Eólica (DEWI) aporta su experiencia en las mediciones estandarizadas de la curva de potencia. Prestan también su apoyo a las mediciones en mar abierto llevadas a cabo en la plataforma de investigación FINO1 en el Mar del Norte. Por último, la Federación Alemana de Energía Eólica, (FGW) apoya la creación de estándares que pueda utilizar la industria de la energía eólica.

Los resultados de este proyecto, que cuenta con el apoyo del Ministerio Federal Alemán de Medio Ambiente, se pondrán a disposición de toda la comunidad de la energía eólica. Además, aportan una contribución fundamental a un programa de apoyo científico para el centro de pruebas alemán en mar abierto Alpha. Está previsto que este parque eólico en mar abierto, ubicado a 45 kilómetros al norte de la isla de Borkum, empiece a funcionar en otoño de 2008.

Fuente: SINC
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