Dado que los parques de energía eólica en tierra y en alta mar han proliferado a nivel mundial en los últimos años, Una nueva investigación dirigida por la Universidad de Colorado Boulder destaca una consecuencia previamente poco explorada:un efecto de estela de los parques eólicos contra el 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 el análisis legal y económico con el modelado atmosférico para demostrar que los efectos de estela, que ocurren cuando grupos de turbinas reducen la velocidad del viento hasta varias millas detrás de ellos, son medibles y predecibles. sin embargo, permanecen en gran parte desconocidos en la ley de propiedad actual de EE. UU.

La investigación aparece hoy en la revista Energía de la naturaleza .

"Los hallazgos destacan la necesidad de un desarrollo coordinado y una conciencia del panorama general para maximizar la generación de energía eólica en todo el país, "dijo Julie Lundquist, autor principal del estudio y profesor asociado 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 con acceso conveniente a líneas de transmisión eléctrica, lo que lleva a un despliegue denso de turbinas en áreas de elección con poca coordinación entre competidores. Casi el 90 por ciento de los parques eólicos de EE. UU. Se encuentran a 25 millas de otro parque eólico y, a menudo, mucho más cerca.

Sin embargo, al igual que un propietario cuyas vistas antes 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 de la granja de ceñida redujeron la generación en la granja que ahora está a favor del viento en un 5 por ciento entre 2011 y 2015. una pérdida de ingresos estimada de alrededor de $ 3,7 millones.

"Así como los usuarios del agua río arriba pueden, a sabiendas o sin saberlo, imponer costos adicionales río abajo, el mismo efecto está en juego aquí, "dijo Daniel Kaffine, coautor del estudio y profesor del Departamento de Economía de CU Boulder. "Antes teníamos un sentido general de esta interacción y queríamos explorarla más a fondo utilizando una combinación de datos atmosféricos y de ciencias sociales".

Kaffine y Lundquist, ambos becarios del Instituto de Energías Renovables y Sostenibles (RASEI), señaló que Texas fue un buen estudio de caso debido a su interés actual y futuro en el desarrollo de la energía eólica, así como paralelos históricos sobre los derechos de uso de los recursos de petróleo y gas del estado.

Hace más de un siglo, La ley de petróleo y gas reconoció la "regla de captura, "que permite a un terrateniente capturar los recursos petrolíferos de un vecino succionándolos de un pozo adyacente. Esto resultó en una mala recuperación y desperdicio del campo de pozos, por lo que los estados intervinieron para regular la producción a través de un espaciamiento adecuado, mancomunación y otras medidas de coordinación. Similar, los estados han desarrollado regímenes de leyes de agua que protegen los derechos de los usuarios anteriores. Pero la ley de propiedad actual de los EE. UU. No contiene tales disposiciones para la energía eólica.

"Se necesitaron décadas de leyes de petróleo, gas y agua para crear estos regímenes legales, "dijo K.K. DuVivier, coautor del estudio y profesor de la Facultad de Derecho Sturm de DU. "Parece que la energía eólica aún no ha alcanzado una etapa similar de madurez. Espero que esta investigación ayude a crear conciencia sobre el alcance del problema de la vigilia y educar a quienes buscan un remedio legal".

Se ha observado que las estelas de turbinas se extienden hasta 25 millas, potencialmente abarcando múltiples jurisdicciones estatales y del condado y complicando aún más las cosas.

"En el futuro inmediato, algunos incentivos comerciales pueden cambiar, Kaffine dijo:"Las empresas de energía podrían poner más énfasis en asegurar los arrendamientos contra el viento para asegurarse de tener suficiente reserva".

Pero si bien la orientación legal puede quedarse atrás, Lundquist enfatizó que las sofisticadas simulaciones científicas atmosféricas del equipo muestran que el efecto de estela es un fenómeno atmosférico altamente predecible que se puede modelar y planificar a la luz de los nuevos datos.

"Es alentador que los efectos de estela observados en el análisis económico sean capturados por las simulaciones atmosféricas, "dijo Jessica Tomaszewski, un estudiante de posgrado en ATOC que fue coautor del nuevo estudio.

"Los despertares más fuertes ocurren por la noche, cuando la atmósfera es estable y las velocidades y direcciones del viento cumplen con criterios específicos, ", dijo Lundquist." Fuera del mes de vigilias simulado, solo 28 horas, o menos del 4 por ciento de las veces, tuvo estelas superiores al 20 por ciento de la capacidad de la granja a favor del viento, sugiriendo que este problema episódico se puede predecir y manejar ".

"Los propietarios y administradores de la red pueden usar esta información para adelantarse al problema. Una nueva investigación en NREL sobre la manipulación de estelas podría ser útil, ", dijo Tomaszewski." En última instancia, sin embargo, será necesaria una mejor coordinación para maximizar los beneficios públicos de la energía eólica ".

Tener en cuenta el efecto de estela será especialmente crucial para la gran cantidad de parques eólicos marinos que se encuentran actualmente en desarrollo frente a la costa este de EE. UU. Añadió Lundquist.

"Los parques eólicos marinos son importantes, pero son costosos de construir y los errores serán igualmente costosos, " ella dijo.

"Este proyecto explora los vínculos entre los legal, y cuestiones sociales y los procesos geofísicos en la producción de energía eólica, "dijo Tom Baerwald, director de programa para el programa Dinámica de sistemas humanos y naturales acoplados de la Fundación Nacional de Ciencias, que financió la investigación. "Estos hallazgos mejoran nuestra comprensión de estas interacciones, y proporcionar orientación para el desarrollo exitoso de energías renovables para el futuro ".

Los investigadores esperan expandir sus esfuerzos para medir los efectos de la estela de los parques eólicos incorporando mediciones de aeronaves y capturando datos en una escala de tiempo más frecuente de otros sitios en todo el país.