Por Sam Ofori, Inside Science News Service
Publicado: 28 de diciembre de 2009 09:16 am ET
En 2030 el Departamento de Energía quiere que el 20 por ciento de la electricidad producida en los Estados Unidos a ser generado por el viento. Viento genera actualmente menos del 1 por ciento de la electricidad del país, por lo que el aumento será necesario el número de nuevas instalaciones de turbinas de viento para pasar de 2.000 a 7.000 por año, según el DOE.
Aunque las turbinas de viento, que suele estar 300 pies de altura, son favorables al medio ambiente en comparación con centrales térmicas de carbón, son mucho más complejas que las simples molinos de viento del pasado y se enfrentan a una serie de problemas operativos que los científicos están tratando de resolver. Varios trabajos publicados recientemente en revistas de física proponer soluciones a algunos de los actuales controles de carretera en la ruta para alcanzar la meta del 20 por ciento de la energía eólica.
Algunos de los lugares más ventosos del país también son algunos de los más fríos, y las primeras experiencias con los parques eólicos ha revelado que la formación de hielo de la turbina es una de las amenazas más importantes que enfrenta la eficiencia de las turbinas.
En los estados del Norte y Centro Oeste, donde el viento sopla fuerte y fiable, las temperaturas bajo cero son la norma durante los meses de invierno y la acumulación de hielo en las palas de los aerogeneradores larga puede reducir su eficacia. La acumulación de hielo en las palas no sólo reduce las funciones aerodinámicas y la eficiencia de la turbina, pero puede lanzar las hojas fuera de balance y los obligan a detenerse. Más allá de los daños directos a las turbinas, las hojas derramamiento gran pedazo de hielo a medida que giran, supone riesgos significativos para la seguridad de personas y bienes.
Los investigadores Zheyan Hui Hu Jin y Universidad Estatal de Iowa, en Ames, han desarrollado un método llamado termometría marcado molecular para entender mejor la física subyacente de la acumulación de hielo en las palas de la turbina. Los investigadores están utilizando sus datos para predecir mejor donde el hielo es más probable que se acumulen. Tienen la esperanza de que eventualmente pueden diseñar paletas de turbinas para aprovechar el intercambio de calor natural dentro de la hoja, empujando el calor hacia las zonas más frías para evitar la formación de hielo.
Para alcanzar la meta de 20 por ciento de la generación de electricidad por el viento en un poco más de 20 años, los científicos y expertos en energía saben que confiar sólo en las regiones donde el viento sopla de forma constante y duro no será suficiente.
Turbinas que funcionan de manera eficiente en el medio y las condiciones de viento bajas se deben desarrollar y científico Biplab Debnath Kumar y sus colegas en el Instituto Nacional de Tecnología en Assam, India, están trabajando en los planes y diseños de las turbinas de viento que se puede utilizar eficazmente estos recursos de viento menos intenso .
Al final de los ensayos y pruebas, Debnath determinó que el rendimiento de una turbina de viento que combina dos diseños distintos, cada uno capaz de operar en los vientos de baja velocidad, en un eje único sería más eficiente. El objetivo era combinar las buenas características de ambos diseños para la producción óptima, y reducir el impacto de sus debilidades por separado. Su objetivo es aumentar la disponibilidad de todo el mundo de la energía eólica.
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