Como los parques eólicos terrestres y marinos han proliferado en todo el mundo en los últimos años, una nueva investigación dirigida por la Universidad de Colorado Boulder destaca una consecuencia previamente inexplorada: un efecto de vigilia de los parques eólicos en contra del viento que puede reducir la producción de energía de sus vecinos a favor del viento.
El estudio, realizado en colaboración con la Universidad de Denver DU y el Laboratorio Nacional de Energía Renovable NREL, combina análisis legales y económicos con modelos atmosféricos para demostrar los efectos de estela, que ocurren cuando grupos de turbinas reducen la velocidad del vientohasta varias millas detrás de ellos: son medibles y predecibles, pero aún no se tienen en cuenta en gran medida en la ley de propiedad actual de los EE. UU.
La investigación aparece hoy en la revista Energía natural .
"Los hallazgos resaltan la necesidad de un desarrollo coordinado y la conciencia del panorama general para maximizar la generación de energía eólica en todo el país", dijo Julie Lundquist, autora principal del estudio y profesora asociada en el Departamento de Ciencias Atmosféricas y Oceánicas de CU Boulder ATOC.
Los desarrolladores de energía eólica buscan sitios con recursos eólicos confiables, así como un acceso conveniente a las líneas de transmisión eléctrica, lo que lleva a una densa instalación de turbinas en áreas selectas con poca coordinación entre competidores. Casi el 90 por ciento de los parques eólicos de EE. UU. Están ubicados a 25 millas de otroparque eólico, y a menudo mucho más cerca.
Sin embargo, al igual que el propietario de una casa cuyas vistas, una vez sin obstáculos, están bloqueadas por una nueva construcción, el estudio muestra que los parques eólicos existentes pueden perder una valiosa producción de energía si de repente se encuentran a favor del viento de un nuevo vecino y su estela que reduce el viento y la energía.
Utilizando datos disponibles públicamente sobre la generación de energía mensual y la dirección dominante del viento, los investigadores modelaron el efecto de estela en un par de parques eólicos del oeste de Texas, utilizando un tercero como control. Descubrieron que las reducciones de la velocidad del viento debido al establecimiento della granja a favor del viento redujo la generación en la granja ahora a favor del viento en un 5 por ciento desde 2011-2015, una pérdida de ingresos estimada de alrededor de $ 3.7 millones.
"Así como los usuarios de aguas arriba pueden imponer, a sabiendas o sin saberlo, costos adicionales aguas abajo, el mismo efecto está en juego aquí", dijo Daniel Kaffine, coautor del estudio y profesor del Departamento de Economía de CU Boulder. "un sentido general de esta interacción antes y quería explorarla más a fondo utilizando una combinación de ciencias sociales y datos atmosféricos ".
Kaffine y Lundquist, ambos becarios del Instituto de Energía Renovable y Sostenible RASEI, señalaron que Texas fue un buen estudio de caso debido a su participación actual y futura en el desarrollo de la energía eólica, así como a los paralelos históricos sobre los derechos de uso para ellos recursos estatales de petróleo y gas.
Hace más de un siglo, la ley de petróleo y gas reconoció la "regla de captura", que permite a un propietario capturar los recursos petroleros de un vecino al succionarlos de un pozo adyacente. Esto dio como resultado una recuperación y desperdicio deficiente en el campo de pozos, según los estadosintervino para regular la producción a través del espaciamiento de pozos, la agrupación y otras medidas de coordinación. De manera similar, los estados han desarrollado regímenes de leyes de agua que protegen los derechos de los usuarios anteriores. Pero la ley actual de propiedad de los EE. UU. no contiene tales disposiciones para la energía eólica.
"Le tomó décadas a la ley de petróleo y gas y agua crear estos regímenes legales", dijo KK DuVivier, coautor del estudio y profesor de la Facultad de Derecho Sturm de DU. "Parece que la energía eólica aún no ha llegadouna etapa similar de madurez. Espero que esta investigación ayude a crear conciencia sobre el alcance del problema de la vigilia y educar a aquellos que buscan un remedio legal ".
Se ha observado que las estelas de la turbina se extienden hasta 25 millas, lo que potencialmente abarca múltiples jurisdicciones estatales y del condado y complica aún más las cosas.
"En el futuro inmediato, algunos incentivos comerciales podrían cambiar", dijo Kaffine. "Las empresas de energía podrían poner más énfasis en asegurar los arrendamientos a favor del viento para asegurarse de tener suficiente amortiguación".
Pero aunque la orientación legal puede retrasarse, Lundquist enfatizó que las sofisticadas simulaciones de ciencia atmosférica del equipo muestran que el efecto de estela es un fenómeno atmosférico altamente predecible que puede modelarse y planificarse a la luz de los nuevos datos.
"Es alentador que los efectos de vigilia observados en el análisis económico sean capturados por las simulaciones atmosféricas", dijo Jessica Tomaszewski, una estudiante graduada en ATOC que fue coautora del nuevo estudio.
"Las estelas más fuertes ocurren de noche, cuando la atmósfera es estable y las velocidades y direcciones del viento cumplen con criterios específicos", dijo Lundquist. "Fuera del mes de las estelas simuladas, solo 28 horas, o menos del 4 por ciento del tiempo,había despertado más del 20 por ciento de la capacidad de la granja a favor del viento, lo que sugiere que este problema episódico se puede predecir y manejar ".
"Los propietarios y los administradores de la red pueden usar esta información para adelantarse al problema. Nueva investigación en NREL para manipular estelas podría ser útil", dijo Tomaszewski. "Sin embargo, en última instancia, será necesaria una mejor coordinación para maximizar los beneficios públicos del vientoenergía."
Tener en cuenta el efecto de estela será especialmente crucial para la gran cantidad de parques eólicos marinos actualmente en desarrollo frente a la costa este de EE. UU., Agregó Lundquist.
"Los parques eólicos marinos son importantes, pero son caros de construir y los errores serán igualmente caros", dijo.
"Este proyecto explora los vínculos entre los problemas económicos, legales y sociales y los procesos geofísicos en la producción de energía eólica", dijo Tom Baerwald, director del programa del programa Dinámicas de los sistemas naturales y humanos acoplados de la National Science Foundation, que financió la investigación"Estos hallazgos avanzan nuestra comprensión de estas interacciones y proporcionan orientación para el desarrollo exitoso de la energía de renovación para el futuro".
Los investigadores esperan ampliar sus esfuerzos para medir los efectos de la estela del parque eólico mediante la incorporación de mediciones de aeronaves, así como la captura de datos en una escala de tiempo más frecuente de otros sitios en todo el país.
La National Science Foundation NSF proporcionó fondos adicionales a través de una Beca de Investigación de Graduados. NREL y la Oficina de Tecnologías de Energía Eólica del Departamento de Energía de los Estados Unidos proporcionaron fondos adicionales.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Colorado en Boulder . Original escrito por Trent Knoss. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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